JP4323973B2 - シート給送装置及びこれを備えた画像形成装置並びに画像読取装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シート給送装置及びこれを備えた画像形成装置並びに画像読取装置に関し、特にシートがシート積載部に積載された際、シートの位置を規制するストッパ部材の構成に関する。
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置、或はスキャナ等の画像読取装置には、シートを画像形成部、或は画像読取部に給送するシート給送装置を備えている。そして、このようなシート給送装置としては、例えばシート積載部に積載されたシートをシート給送手段により給送した後、このシートを分離ローラと分離パッドにより構成される分離部により1枚ずつ分離して画像形成部、或は画像読取部に搬送するようにしている。
ところで、このような従来のシート給送装置としては、シートがシート積載部に積載された際、シートを所定の位置で停止させるため、例えばシート搬送路の上方を支点として回動するストッパ部材を設け、このストッパ部材がシート搬送路を塞ぐような位置にある時にシートを積載してストッパ部材に当接させることにより、シートを所定の位置で停止させるようにしたものがある。
ここで、このようなストッパ部材を設けた場合、シートの搬送が終わった場合、ストッパ部材を元の初期位置に移動させる必要がある。そして、このようなストッパ部材の位置を制御するための構成として、電気的アクチュエータであるソレノイドや電磁クラッチ、また機械的なばねクラッチを用いることなくストッパ部材の位置を制御するようにしたものがある(特許文献1〜特許文献3参照。)。
例えば、ストッパ部材の位置を制御するための駆動源として、シート搬送手段の駆動源を用い、更にストッパ部材への駆動をシート搬送手段を介して伝達することにより、必要以上の駆動力の伝達を防ぐことで、電気的アクチュエータ、ばねクラッチを使用しないストッパ部材の位置制御を実現している。そして、このように電気的アクチュエータ、ばねクラッチを使用しないことで、省スペース化、低コスト化、電源基板への負荷の軽減を図ると共に、非常に少ない部品点数で信頼性の高いストッパ部材の位置制御を実現している。
特開2001−22137号公報 特開平09−240862号公報 特開平09−058891号公報
しかしながら、このような従来のシート給送装置及びこれを備えた画像形成装置並び画像読取装置においては、全てのシートを排出した後、次のシートを挿入する前にストッパ部材を、元のシートが積載される前の初期位置に戻す初期化動作を行ってシート先端の制止機能を準備する必要がある。そして、このようにストッパ部材を初期位置に戻すためには、モータを逆回転させる必要があった。
ところが、特許文献1のものの場合、ストッパ部材を初期位置に戻して固定する際、ストッパの係合腕部に大きな負荷がかかるため、強度を保つためにはストッパ部材(の係合腕部)は十分な大きさが有する必要がある。さらに、モータにも大きな駆動トルクが必要となるため、モータのコストが上昇するという問題があった。
また、特許文献2のものの場合、ストッパ部材を初期位置に戻すためにはモータを必ず所定回転数だけ逆回転させる必要があることから、モータの逆回転を別の用途で使うようにした装置には適用することができないという問題があった。
また、特許文献3のものの場合、ストッパ部材の初期位置を、原稿(シート)の存在を検知するセンサを用いて認識するようにしているが、最終原稿がストッパを通過した後もセンサのON/OFFが断続的に繰り返されるため、ソフトウェアの割り込み処理を頻発させて処理が重くなることがある。また、原稿ガイドの開閉動作でストッパ部材の位置がずれてセンサがON状態になってしまうことがあり、この場合、原稿が挿入されたのか、ストッパの位置が初期位置に無いのかをソフトウェア上で判別することが困難であるという問題があった。
そこで本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、省スペース化、低コスト化を図ることができ、かつシートを積載した際、シートを確実に所定の位置で停止させることのできるシート給送装置及びこれを備えた画像形成装置並び画像読取装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、シートを載置するシート積載部と、前記シート積載部に積載されたシートを給送するシート給送手段と、前記シート積載部に積載されたシートの位置を規制するストッパ部と、前記ストッパ部と係合することによって前記シート積載部に積載されたシートを規制する規制位置に前記ストッパ部を保持するための、駆動が伝達されるギアと、を有し、前記ギアに駆動が伝達されたときに前記ギアと前記ストッパ部との係合が解除されることを特徴とする。
以上説明したように、シートを規制する規制位置にストッパ部をギアによって保持し、ギアに駆動が伝達されるとギアによるストッパ部の保持が解除されることにより、シートを強く押し込んだ際にも、確実にシートを所定の位置で停止させることができると共に、低コスト化、省スペース化を図ることができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。
図1は本発明のシート給送装置を備えた画像形成装置の一例である電子写真方式の画像記録(形成)部を有する多機能周辺装置(Multiple Function Peripheral:以下、MFPという)の外観斜視図、図2はその断面図である。
このMFPは、コピー機能、ファクシミリ機能、コンピュータ周辺機器としてのプリンタ機能、同じくコンピュータ周辺機器としてのイメージスキャナ機能の4つの機能を有しており、装置本体100と、記録シート給送部101と、電子写真方式の画像記録部102と、原稿読み取り部105と、操作部106とを備えている。
ここで、記録シート給送部101は記録紙カセット7に載置された記録シートSを、分離ローラ101aと、不図示の分離爪と摩擦パッド101bからなる分離手段によって一枚ずつ分離、給送し、その記録シートSをレジストローラ対101cによって画像記録部102に供給するためのものである。
なお、記録シートSは、紙や樹脂シート及びその他の材質であって、静電乾式記録トナーを転写しうるものを用いることが可能である。また、記録紙カセット7には150枚の定型サイズ普通紙を収容可能で、記録紙カセット7は装置本体100の手前方向(図2方向B)に引き出すことが可能で、装置本体100から引き出した後、記録シートSを交換または補充することができる。
また、図2において、8は前カバーであり、この前カバー8に設けられた開口部8aからは記録シートが1枚だけ挿入可能である。なお、挿入された記録シートは、記録紙カセット7に接続される通紙屈曲路101dとレジストローラ対101cにおいて合流し、下流の転写部102aへ搬送されるようになっている。
画像記録部102は他の装置から伝送された画信号、或いは後述する原稿読み取り部105から伝送された画信号、或いはコンピュータ等から出力されるデータに応じて、記録シート給送部101より供給された記録シートSに電子写真方式にて画像を記録(形成)するものであり、この画像記録部102は本体フレーム9内に収められると共に、レーザースキャナ102bと、トナー一体型カートリッジ102cと、転写部102aと、定着部102dと、排紙部103とを備えている。
なお、トナー一体型カートリッジ102cは、図3に示すように装置本体100の前カバー8を矢印Cの方向に回動させて開いた開口部から出し入れ可能であり、トナー一体型カートリッジ102cが装置本体100に装填され、前カバー8が閉じられると、前カバー8に連動した不図示のクランク機構により、不図示の記録部駆動手段とトナー一体型カートリッジ102cの回転軸のカップリングとが接続され、駆動が伝達されるようになっている。
また、排紙部103は、Uターンパス103aと、排紙ローラ対103bと、記録紙過積載検知部103cと、排紙トレイ103dとを備えている。なお、この排紙部103と原稿読み取り部105との間には排熱ダクト10が設けられており、この排熱ダクト10により、定着部102dからの熱を装置本体100の前後へ放出している。
原稿読み取り部105は原稿Pに光を照射してその反射光を電気信号に変換し、この信号を所定の画像処理を施した後、他の装置に伝送、又は自己の記録制御部104に伝送するものであり、シートである原稿を画像読取部に給送する原稿給紙部(シート給送装置)を備えている。
なお、図2において、11は画像読み取り部105を支持する樹脂製のフレームであり、このフレーム11の底面11aは排紙部103とで構成される排熱ダクトを兼ねている。ここで、この底面11aは、定着部102dにおいて、記録シートSから発する水蒸気が画像読み取り内部に侵入しないように、一切の穴を設けていない。
12は後述する図5に示す原稿幅規制板13a,13bを設けたシート積載部である原稿積載台、14は支点14aを中心に回動自在の延長トレイ、15はプリフィードローラ、16は分離ローラ、18は着脱可能な原稿排紙トレイ、17は画像読取部を構成する光電変換素子、20は搬送ローラ、21は排紙ローラである。なお、本実施の形態では、光電変換素子17として、装置の小型化を狙いとしてCIS(Contact Image Sensor:密着型イメージセンサ)を用いている。
また、1は上原稿ガイドであり、この上原稿ガイド1内にはフォトインタラプタと樹脂製アクチュエータで構成した原稿有無検知センサ2と、原稿端部検知センサ3とが設けられている。なお、2a,3aは各センサ2,3の束線であり、それぞれの束線2a,3aは上原稿ガイド1の後方から上原稿ガイド1外に出た後、図4に示す束線保持部1aを経由し、操作部基板4に設けたコネクタ4aに接続されるようになっている。
なお、このようにセンサ2,3の束線2a,3aを一旦外に出すのは、組み立て性を向上させるためで、束線2a,3aを操作部基板4の面積内で配置して接続するには、接続作業のために冗長な束線にしたり、束線や組み立て工具を操作部基板4に貫通させるための穴を設けたりする必要がある。
しかし、前者は、冗長な束線が基板裏面の素子足に接触して破損、短絡する恐れがある。また、後者は操作部基板4に余分な開口部が存在することになり、操作性を重視した操作キーのレイアウトの自由度が阻害される恐れがある。そのため、本実施の形態では、両者の課題を解決するために、束線2a,3aを操作部基板4の投影面外に出し、操作部基板4と、図2に示す操作部カバー5とを組み立て、それらを上原稿ガイド1に取り付けた後、束線2a、3aを操作部基板4に接続する構成にしている。
また、上原稿ガイド1内には、図5に示すように板ばね19a,19bにより、それぞれ搬送ローラ20及び排紙ローラ21に圧接するバックアップローラ20a,21a、および分離ローラ16にばね22aにより付勢される摩擦パッド22が設けられている。なお、23a,23bは、ロック部であり、このロック部23a,23bにより、上原稿ガイド1がフレーム11に弾性的に係止されるようになっている。
ここで、この上原稿ガイド1は、支点1bを中心としてフレーム11に回動自在に保持されており、図2に示す原稿積載台12の延長部分の下原稿ガイド12aと、上原稿ガイド1との間の部分にジャムが発生した場合には、図6に示すように上原稿ガイド1を矢印A方向に回動させることにより、各ローラの付勢力を開放してジャム処理を行うようにしている。
なお、上原稿ガイド1内には静電ノイズの原因となる金属部品、例えば図5に示すバックアップローラ20a,21aの金属軸20b,21b及び金属軸20b,21bを付勢するステンレスの板ばね19a,19bが設けられているため、これら金属部品を接地するための接地手段としてアース板25を設けている。
また、原稿読み取り部105において、原稿PをCIS17に付勢する鋼板の原稿付勢板24(図2参照)は、圧縮コイルばね24aで付勢しているが、この圧縮コイルばね24aの座は上原稿ガイド1の樹脂壁に設けた穴を通してアース板25と接触している。さらに、排紙部103には導電性繊維で構成された除電ブラシ26(図2参照)を設け、上原稿ガイド1に設けた開口部1cを通してアース板25と接触させている。
ここで、アース板25は板ばね19a,19b、および被覆電線と丸型端子で構成されるアース線26と共にねじで上原稿ガイド1に締結されており、アース線26は上原稿ガイド1の回転支持部1b近傍に設けた開口部1cを通してフレームグラウンドに接地されている。
操作部106は、既述したMFPのコピー機能等の4つの機能に関して使用者が装置に対して指示を行うものであり、この操作部106は、原稿読み取り部105の上部(上原稿ガイド1)に設けられている。なお、この操作部106は、図4に示す電力、キーマトリックス信号、LCD信号、センサ信号が伝達されるフレキシブルフラットケーブル6によって本体制御基板107に接続されている。
ここで、このフレキシブルフラットケーブル6は、読み取りユニットのフレーム11に設けた係止部においてその位置が固定され、係止部から操作部基板4との間では屈伸可能な余裕部を設けている。これにより、原稿Pのジャム解除の際に上原稿ガイド1を開放した際、フレキシブルフラットケーブル6の屈伸余裕部が操作部基板上のフラットケーブルコネクタ4bの位置移動を吸収することができる。
なお、本体制御基板107は、本体側面に設けられると共に、画像処理部107c、通信制御部107d、CPU107e、ROM107f、RAM107gを備えている。ここで、通信制御部107dには不図示のネットワーク接続端子、電話線接続端子、周辺機器接続端子(USB、IEEE1394、メモリデバイスなど)が設けられており、これにより本装置がスタンドアロンとして機能したり、ネットワーク機器やコンピュータ周辺機器として機能することができるようになっている。また、この本体制御基板107は、図2に示すように記録紙カセット7の上方に設けられた電源104aと記録制基板104bと束線107a,107bを介して接続されている。
図7は、原稿給紙部の詳細を示す図であり、同図及び図5に示すように、読み取りフレーム11には、シート(分離)搬送手段である分離ローラ16、シート給送手段(給送ローラ)であるプリフィードローラ15、第1アイドラギア28、第2アイドラギア29、搬送ローラ20、排紙ローラ21、CIS17、正逆転可能な駆動手段であるモータ40が取り付けられている。
ここで、分離ローラ16が取り付けられている分離ローラ軸30には、図8の(a)に示すように、樹脂カラー30aが圧入されており、この樹脂カラー30aは常に分離ローラ軸30と一体に回転するようになっている。さらに、図8の(b)に示すように、分離ローラ軸30の一端部である駆動入力側には、即ちモータ側にはメカニカルタイマー31が回転可能に設けられると共に、分離駆動ギア32が嵌入されている。なお、本実施の形態において、メカニカルタイマー31と分離駆動ギア32とは、駆動の伝達を遅延させるように回転方向に遊びを持って分離ローラ軸30の端部に設けられている。
また、分離ローラ軸30の、樹脂カラー30aを挟んで分離駆動ギア32の反対側には分離ローラ16が回転可能に取り付けられている。さらに、分離ローラ軸30の他端部には出力ギア33が固定されており、これにより出力ギア33は分離ローラ軸30と一体回転するようになっている。
図8(c)は、これらメカニカルタイマー31、分離ローラ16等を組み込んだ後、メカニカルタイマー31、樹脂カラー30a、分離ローラ16のスリーブ16aの3箇所にクラッチばね34を外接させて取り付けた状態を示しており、このクラッチばね34により、分離駆動ギア32の駆動力を分離ローラ軸30と、分離ローラ16に夫々独立に伝達することができるようになっている。
なお、この樹脂カラー30aは、クラッチばね34を介してモータ40からの駆動力をプリフィードローラ15に伝達するシート給送手段用駆動供給部であり、分離ローラ16のスリーブ16aは、モータ40からの駆動力を分離ローラ16に伝達するシート搬送手段用駆動供給部である。
なお、本実施の形態において、クラッチ手段であるクラッチばね34の巻き方向は、例えばモータ40からの駆動力が供給される駆動供給部である分離駆動ギア32がモータ40の正回転により図7に示す矢印D方向に回転すると、樹脂カラー30a及び分離ローラ16のスリーブ16aを介して、出力ギア33と分離ローラ16に動力が伝達されるような巻方向となっている。
また、分離駆動ギア32が同じく矢印D方向に回転しているとき、後述するように搬送速度が分離ローラ16よりも速い搬送ローラ20に原稿Pが到達し、この搬送ローラ20との速度差により原稿Pを介して分離ローラ16に強制力が働いて分離ローラ16が分離駆動ギア32よりも速い速度で回転した場合には、クラッチばね34は緩むようになっている。そして、このようにクラッチばね34が緩んだ場合には、樹脂カラー30aには駆動力が伝達されず、出力ギア33は回転しない。
なお、このように緩んだ場合、クラッチばね34は最も外径の大きい分離ローラ16のスリーブ16aに連れ回り、またメカニカルタイマー31は、クラッチばね34の緩みトルクによって分離駆動ギア32より速い速度でクラッチばね34に連れ回る。ここで、このようにメカニカルタイマー31が分離駆動ギア32より速い速度で回転すると、メカニカルタイマー31と分離駆動ギア32の間に設けられた遊びが回転方向片側によっていく状態、即ち遊びが回転方向に、徐々に小さくなる状態となる。
そして、さらにメカニカルタイマー31が回転していくと、遊びは完全に回転方向片側によった状態、即ち遊びがなくなった状態となり、その後はクラッチばね34の緩みトルクが微小なためメカニカルタイマー31の回転速度は分離駆動ギア32と同じになり、遊びが回転方向片側によった状態が維持される。
一方、この後、原稿Pが通過し、分離ローラ16に強制力が働かなくなると、メカニカルタイマー31と分離駆動ギア32の間に設けられた遊びが片側によっているため、分離駆動ギア32が回転しても、分離駆動ギア32が遊び分だけ回転するまでは、クラッチばね34を介して分離駆動ギア32から駆動力が伝達されず、分離ローラ16は回転しない。なお、分離駆動ギア32を逆方向である矢印E方向に回転した場合には、クラッチばね34が緩み、樹脂カラー30aに駆動力が伝わらない。このため、分離ローラ16、出力ギア33には駆動力が伝達されない。
一方、プリフィードローラ15は、円周面の一部が切り欠いて形成された切り欠き部15A(図5参照)を有する断面Dカット形状をしており、プリフィードローラ軸39の一端部には、出力ギア33から第2アイドラギア29を介して駆動が伝達されるギア43が、また他端部には欠歯ギア37が設けられている。
ここで、この欠歯ギア37の欠歯部分とプリフィードローラ15の切り欠き部15Aとの位相関係は、欠歯ギア37の欠歯部分が緩衝ギア36に臨む位置にあるとき、プリフィードローラ15の切り欠き部15Aが、原稿載置台12(に積載された原稿P)に臨む、原稿載置台12から突出しない初期位置となるような関係となっている。
なお、この欠歯ギア37は、回転を始めると中間ギアである緩衝ギア36と噛合するが、回転を始めて最初に緩衝ギア36と噛合う1歯目は、緩衝ギア36と噛み合い易くなるように小さくなっており、即ち歯の高さが低くなっており、徐々に大きくなる形状となっている。また、この1歯目から、例えば4歯目までは噛み合い易いように歯の先端部が円弧形状をしている。
さらに、欠歯ギア37と噛合う緩衝ギア36も噛み合い易いように同様に歯先が全て円弧形状を有している。なお、このような円弧形状は、欠歯ギア37と緩衝ギア36の少なくとも一方に形成されていれば良い。
また、この緩衝ギア36と、分離駆動ギア32と噛合する伝達ギアである第1アイドラギア28とは、図9の(a)に示すように同軸上に設けられてギア列を構成すると共に、緩衝ギア36と第1アイドラギア28との間には遅延部が設けられており、これにより緩衝ギア36には第1アイドラギア28からの駆動が遅延して伝達されるようになっている。
なお、この遅延部は、図9の(b)に示すように、緩衝ギア36と第1アイドラギア28の間に設けられた、例えばねじりコイルである緩衝ばね35と、緩衝ギア36に設けられた穴36aと、第1アイドラギア28に設けられた円弧溝28aにより構成されるものである。
そして、第1アイドラギア28が分離駆動ギア32の回転方向Dに順ずる方向に無負荷で回転した場合、つまり欠歯ギア37が緩衝ギア36に噛み合わない状態で回転した場合には、駆動力は、第1アイドラギア28が所定量回転し、第1アイドラギア28と緩衝ギア36との相対位相が所定量以下となったときトルクを発生する緩衝ばね35を介して第1アイドラギア28から緩衝ギア36に伝達される。なお、緩衝ギア36は、緩衝ばね35の撓みに応じて第1アイドラギア28に対してどの方向にも回転する。
また、このプリフィードローラ15は、図7に示す保持手段である回転制御ばね38により初期位置で保持されるようになっている。なお、本実施の形態において、この回転制御ばね38は、図10に示すようにプリフィードローラ軸39に設けられた二つの平面39aを挟持することにより保持する構成となっている。
ところで、原稿給紙部には原稿Pが挿入された際、原稿Pを所定位置に保持するためのストッパ機構が設けられており、このストッパ機構は、図11に示すように、原稿積載台12(原稿搬送面)の上方に上端部が回動軸41dを支点として回動自在に支持されたストッパ部材であるストッパ41と、ストッパ41の回動端に回動中心42dを支点として回動自在に設けられた係止部材である制御爪42を備えている。なお、ストッパ41と制御爪42によって本発明のストッパ部が構成されている。
ここで、このストッパ41は、図12において破線で示す、原稿Pが原稿積載台12に積載される前、上原稿ガイド1に設けた下限規制部1Lによって制限される初期位置41aから、上原稿ガイド1に設けた上限規制部1kで制限される上限位置41bまで回動し、制御爪42はストッパ41に対して初期位置42aから上限位置42bまで回動するようになっている。
ところで、このストッパ41は、原稿積載台12に原稿Pが載置挿入され、この原稿Pにより図11に示すように、矢印K方向に押圧されると、初期位置から制御爪42に設けられた係止爪42gが回転部材である分離駆動ギア32の歯の谷間に係合する位置まで回動する。これにより、ストッパ41は固定された状態となり、原稿Pの先端が所定の位置で整列されるようにストッパ41は原稿Pの位置を規制する。
つまり、ストッパ41は、原稿積載台12に積載される原稿Pに押圧されて初期位置から原稿Pを所定の位置に規制する規制位置まで回動した際には、制御爪42と分離駆動ギア32とにより構成されるストッパ保持手段により規制位置に保持され、これにより原稿Pの先端を所定の位置で整列保持させることができる。
そして、このようにストッパ41が原稿Pによって押圧されて初期位置から規制位置まで移動した際には、ストッパ41をストッパ保持手段により規制位置に保持することにより、原稿Pを強く押し込んだ際にも、確実に原稿Pを所定の位置で停止させることができる。
一方、原稿Pを給送する際、図13の(a)に示すように分離駆動ギア32が矢印D方向に回転すると、これに伴って制御爪42が矢印方向に回動し、制御爪42の係止爪42gと分離駆動ギア32との係合状態が解除される。これにより、ストッパ41は回動軸41dを中心に回動自在となる。
そして、この状態で分離駆動ギア32の回転に伴ってプリフィードローラ15が矢印G方向に回転すると、プリフィードローラ15は原稿Pの最下位の原稿から給送し、プリフィードローラ15によって送り出された原稿Pによりストッパ41が図13の(b)に示すように矢印M方向に押圧され、原稿Pの給送を可能とする位置に回動する。なお、送り出された原稿Pはストッパ41を押圧しながら矢印方向に進み、この後、分離ローラ16と、摩擦パッド22(図5参照)により下流方向へ分離、搬送されるようになる。
ところで、図14に示すようにストッパ41と制御爪42とを合わせた重心41eは、ストッパ41の回動軸41dに対して、分離駆動ギア側(給送方向下流側)に設けられており、これにより全ての原稿Pが送り出されて、原稿Pによる押圧が解除されると、ストッパ41は、ストッパ41と制御爪42の自重により初期位置(初期位置)41a(図12参照)に戻るようになる。なお、本実施の形態では制御爪42の重量はストッパ41の1/2以下としている。
そして、このように給送される原稿Pにより押圧され、原稿Pの給送を可能とする位置に回動した後、原稿Pによる押圧が解除されたときには自重により、ストッパ41が回動位置から初期位置に戻るようにすることにより、ストッパ41の初期化動作を不要とすることができる。さらに、このようにストッパ41の初期化動作を不要とすることにより、電気的アクチュエータ、ばねクラッチ等が不要となり、省スペース化、低コスト化を図ることができる。
さらに、制御爪42の重心42eは制御爪42の回転中心42dに対して分離駆動ギア32側に設けられている。これにより、制御爪42は自重により係止爪42gを分離駆動ギア32の歯の間に確実に係止させることができる。
また、ストッパ41が初期位置に戻るとき、制御爪42は係止爪42gが分離駆動ギア32の歯の間に係止することのない位置に自重により戻るようになっている。これにより、ストッパ41が初期位置41aに戻る時、あるいは初期位置41aに戻っている時、後述するようにモータ40の逆回転により、分離駆動ギア32がプリフィードローラ15の位相初期化のために逆方向(矢印N方向)に回転している場合、制御爪42の係止爪42gが分離駆動ギア32に係合するのを防ぐことができる。この結果、分離駆動ギア32に制御爪42から負荷が加わるのを防ぐことができ、分離駆動ギア32を円滑に回転させることができる。
また、原稿搬送路Rに原稿Pが残っている時に上原稿ガイド1を閉めた場合、ストッパ41と制御爪42において最初に原稿Pに当接する部分は、ストッパ41の回動軸41dよりも原稿搬送方向下流側になるように構成されている。このため、上原稿ガイド1を閉めてもストッパ41はスムーズに回動し、原稿Pを傷つけることがない。
次に、原稿読み取り部105の原稿給紙部における原稿給送動作について説明する。
まず、図2の矢印F方向に複数枚の原稿Pが挿入され、原稿有無検知センサ2がONとなった後、図11に示すように原稿Pの先端がストッパ41に当接する。
次に、使用者が操作部106から、もしくは外部周辺機器から読み取り開始の指示を出すと、図7に示すモータ40が(正)回転し、これに伴い搬送ローラ20、排紙ローラ21が矢印G方向に回転すると共に、分離ローラ軸30上の分離駆動ギア32が矢印D方向に回転する。そして、このように分離駆動ギア32が回転すると、図11に示すようにストッパ41の制御爪42が分離駆動ギア32の回転に従って揺動し、ストッパ41の固定状態が解除されて原稿Pの分離ローラ16への進入が可能となる。
また、このように分離駆動ギア32が回転すると、クラッチばね34が締まり、これにより分離ローラ16に搬送方向(矢印G方向)の駆動が伝達され、分離ローラ16が回転する。同時にクラッチばね34によって樹脂カラー30aを介して分離ローラ軸30に駆動が伝達され、分離ローラ軸30が回転する。
そして、このように分離ローラ軸30が回転すると、伝達ギアである出力ギア33及び第2アイドラギア29を介してプリフィードローラ15のローラ軸ギアである入力ギア43に駆動が伝達され、プリフィードローラ15が搬送方向に回転する(矢印G方向)。
つまり、モータ40が正回転すると、このモータ40の回転(駆動力)がクラッチばね34を介して分離ローラ軸30、第2アイドラギア29、入力ギア43とにより構成される第1駆動伝達部によりプリフィードローラ15に伝達され、プリフィードローラ15が原稿Pを給送する方向に回転する。
次に、プリフィードローラ15が所定の量だけ回転したところで、プリフィードローラ15は原稿Pに当接し、搬送を開始する。さらに、このプリフィードローラ15の回転に伴って、やがて欠歯ギア37と緩衝ギア36が噛合する。この際、欠歯ギア37と緩衝ギア36の位相が合っていなくても、これらのギア36,37は、既述した各ギア36,37の歯先の形状によりスムーズに噛み合いが行われる。
さらに、欠歯ギア37と緩衝ギア36の位相差は、第1アイドラギア28に対して回転方向に遊びをもった緩衝ギア36が第1アイドラギア28に対して回転することで吸収される。そして、このように欠歯ギア37、緩衝ギア36及び第1アイドラギア28を構成することにより、プリフィードローラ15が回転した場合でも、分離駆動ギア32の回転を妨げることなく、欠歯ギア37、緩衝ギア36及び第1アイドラギア28は回転することができる。
次に、このようにプリフィードローラ15の回転により原稿Pが送り出され、この送り出された原稿Pは、分離ローラ16と摩擦パッド22とによって一枚ずつ分離されて、搬送ローラ20へと送られる。
ところで、搬送ローラ20の周速はジャム防止と、次の原稿Pのとの間を空けるために分離ローラ16の周速よりも早く設定している。このため、搬送ローラ20が原稿Pを搬送し始めると、分離ローラ16が原稿Pに従動して分離駆動ギア32よりも速く回転するようになる。
ここで、このように分離ローラ16が分離駆動ギア32よりも速く回転すると、クラッチばね34が緩んで分離ローラ軸30の締め付けが解放され、分離ローラ16は搬送される原稿Pに負荷をかけることなく搬送ローラ20と等しい速度で回転する。また、このようにクラッチばね34による分離ローラ軸30に対する締め付けが解除されると、出力ギア33にはほとんど駆動力が伝達されなくなり、第2アイドラギア29を介したプリフィードローラ15への駆動力伝達はほとんどなくなる。
なお、このように第2アイドラギア29を介した駆動力伝達がなくなった場合でも、欠歯ギア37と、分離駆動ギア32に噛合して回転している第1アイドラギア28とが緩衝ギア36を介して噛み合っているため、欠歯ギア37の欠歯部分が緩衝ギア36に臨む位置にくるまでは、これらのギアを介してプリフィードローラ15への駆動力伝達が引き続き行われる。この結果、プリフィードローラ15は、下原稿搬送路から突出しない初期位置まで回転し、初期位置近くに来たところで回転制御ばね38に挟持されて初期位置まで回転して停止する。
つまり、第2アイドラギア29を介した駆動力伝達がなくなった場合でも、欠歯ギア37と、第1アイドラギア28と、緩衝ギア36とにより構成される第2駆動伝達部により、モータ40の回転がプリフィードローラ15に引き続き伝達され、プリフィードローラ15は初期位置まで回転した後、停止する。
そして、このようにプリフィードローラ15を初期位置で停止させることにより、搬送ローラ20によって原稿Pが搬送される際には必ずプリフィードローラ15とプリフィード押圧板44との間が解放状態となり、負荷がかかることなく原稿Pを搬送することができ、画像の乱れを生じるおそれがない。
次に、原稿端部検知センサ3(図2参照)が原稿Pの先端を検知すると、所定のタイミングでCIS17によって画像情報の読み取りが開始され、原稿Pの読み取りが終了した部分については排紙ローラ21によって排出される。
なお、分離ローラ16の高速回転に伴い、既述したようにクラッチばね34は分離ローラ16のスリーブ16aに連れ回っていることから、プリフィードローラ15が停止した時でも、樹脂カラー30aに対してわずかな空転トルクを生じている。このため、実際には出力ギア33、第2アイドラギア29を介してプリフィードローラ15にわずかな駆動力が伝達されてしまう。しかし、回転制御ばね38の保持力>>クラッチばね34の緩みトルク、となっているために、プリフィードローラ15が回転することはない。
また、分離ローラ16が原稿Pに従動して分離駆動ギア32よりも速く回転すると、その速度差によりメカニカルタイマー31と分離駆動ギア32の間に設けられた遊びが片側によった状態となり、その状態が維持される。この際、原稿一枚を通紙する間に、遊びが十分に片側によるような速度差となっている。
一方、原稿Pの後端が分離ローラ16を抜けると、分離ローラ16の外周は原稿Pから引っ張り力を受けなくなる。この時、分離駆動ギア32とメカニカルタイマー31の間に設けられた遊びが片側によっているので、分離駆動ギア32がD方向に回転していても遊びがなくなるまで分離ローラ16、あるいはプリフィードローラ15は回転をしない。そして、このようにプリフィードローラ15等を回転させないようにして給紙動作を行わない時間を設けることにより、原稿読み取りの間隔が制御される。
次に、このように分離ギア32とメカニカルタイマー31の間に設けられた遊びがなくなった時点で、再びクラッチばね34が締まり、これにより分離ローラ16は分離駆動ギア32から伝達される駆動力によって回転することとなる。同時に、樹脂カラー30aを介して分離ローラ軸30にも駆動が伝達され、プリフィードローラ15にも再び駆動が伝達される。
なお、このとき、回転制御ばね38の保持力は、クラッチばね34が締まった際に伝達されるプリフィードローラ15の駆動力に対しては十分小さい値となっているので、プリフィードローラ15は確実に回転することができる。
この後、原稿有無検知センサ2が次の原稿Pを検知していれば上記動作を繰り返し、順に画像読取が行われる。また、原稿有無検知センサ2が次の原稿Pの存在を検知せず、かつ原稿端部検知センサ3が原稿の通過を検知すると、不図示の制御手段は、読み取りを行っている原稿Pの読み取りと排紙が終了し、一連の画像読取が終了したと判断する。
なお、この制御手段は、このようなセンサ2,3の出力から、一連の画像読取が終了したと判断した場合には、プリフィードローラ15を初期位置に戻す初期化動作として、モータ40を逆回転させるようにしている。
そして、このようにモータ40を逆回転させると、図8の(c)に示すように、分離駆動ギア32がE方向に回転し、これに伴いクラッチばね34が緩んで分離ローラ16、分離ローラ軸30への駆動伝達が切られる。この結果、分離ローラ16は回転せず、また第2アイドラギア29を介したプリフィードローラ15への駆動伝達もカットされる。
ここで、プリフィードローラ15が初期位置にない場合、既述したように緩衝ギア36と欠歯ギア37とは噛み合っているため、第1アイドラギア28、緩衝ギア36及び欠歯ギア37を介してプリフィードローラ15に駆動力が伝達される。この結果、プリフィードローラ15は初期位置近くまで回転し、初期位置まで回転したところで回転制御ばね38に保持されて停止する。なお、プリフィードローラ15が初期位置に既に位置している場合には、プリフィードローラ15には駆動力が伝達されずプリフィードローラ15は回転しない。
以上の動作により、プリフィードローラ15を初期化すること、即ち初期位置に戻すことが出来る。なお、ストッパ41については、原稿Pがストッパ部からなくなった時点で、自重で初期位置まで戻るため、初期化動作を必要としない。
このように、モータ40が正回転したときにはクラッチばね34により、モータ40の駆動を第1駆動伝達部を介してプリフィードローラ15に伝達し、モータ40が逆回転したときにはクラッチばね34により、第1駆動伝達部への駆動力の伝達を行わないようにすると共に、第2駆動伝達部により駆動力をプリフィードローラ15に伝達してプリフィードローラ15を初期位置に移動させるようにすることにより、一つのクラッチばね34により、プリフィードローラ15の駆動力伝達と、停止位置制御を行うことができる。これにより、プリフィードローラ15の駆動力伝達と、停止位置制御を低コストで実現することができる。
次に、緩衝ギア36と第1アイドラギア28の間に設けられた緩衝ばね35の組み間違い防止機構について説明する。
緩衝ばね35は、既述した図9の(b)に示すように、両端部の先端が折り曲げられており、緩衝ばね35を組み込む場合は、まず緩衝ギア36の軸36bに緩衝ばね35を挿入し、次に緩衝ばね35の一端35aを緩衝ギア36に設けられた穴36aに挿入する。次に、第1アイドラギア28を緩衝ギア36の軸36bに回転自在に挿入し、緩衝ばね35の他端35bを第1アイドラギア28に設けられた円弧溝28aに挿入する。なお、緩衝ばね35の外径は、ギアの歯あたりを避けるため、ギアの歯底円よりも小さくしている。
ここで、本実施の形態において、第1アイドラギア28の円弧溝28aの角度はメカニカルタイマーに必要な回転角よりも大きくしており、円弧溝28aの角度をこのような範囲とすることにより、緩衝ばね35は無負荷で移動が可能である。
また、図15の(a)に示す、円弧溝28aの開始点と穴36aがなす角θと、図15の(b)に示す、緩衝ばね35の2本の腕(両端)のなす角ψとの関係は、θ<ψとすると、緩衝ばね35が逆向きに組み立てられる可能性があり、この場合メカニカルタイマー31が働かなくなることから、緩衝ばね35が逆向きに取り付けられないようθ>ψとなっている。
なお、これまでの説明においては、本発明に係るシート給送装置を、原稿Pを原稿読み取り部105に搬送する原稿給紙部に適用した場合について述べてきたが、本発明は、これに限らず、記録シートSを画像記録部102に供給する記録シート給送部101に適用することもできる。
本発明のシート給送装置を備えた画像形成装置の一例である多機能周辺装置の外観斜視図。 上記多機能周辺装置の断面図。 上記多機能周辺装置の前カバーを開けた状態を示す斜視図。 上記多機能周辺装置の電装系を説明する図。 上記多機能周辺装置の原稿読み取り部の構成を説明する図。 上記多機能周辺装置の操作部を開けた状態を示す斜視図。 上記原稿読み取り部に設けられた原稿給紙部の詳細を示す図。 上記原稿給紙部に設けられた分離ローラ軸に取り付けられたクラッチばね等を示す図。 上記原稿給紙部に設けられた緩衝ギア、第1アイドラギア等の構成を説明する図。 上記原稿給紙部に設けられた回転制御ばねによりプリフィードローラ軸を挟持する様子を示す図。 上記原稿給紙部に設けられたストッパ機構を説明する図。 上記ストッパ機構の動作を説明する第1の図。 上記ストッパ機構の動作を説明する第2の図。 上記ストッパ機構の動作を説明する第3の図。 上記緩衝ギアと第1アイドラギアとの間に設けられる緩衝ばねの組み間違い防止機構を説明する図。
符号の説明
12 原稿積載台
15 プリフィードローラ
32 分離駆動ギア
33 出力ギア
34 クラッチばね
35 緩衝ばね
40 モータ
41 ストッパ
41a ストッパの初期位置
41d ストッパの回動軸
41e ストッパと制御爪とを合わせた重心
42 制御爪
42d 制御爪の回転中心
42e 制御爪の重心
42g 係止爪
43 入力ギア
100 装置本体
101 記録シート給送部
102 画像記録部
105 原稿読み取り部
P 原稿

Claims (12)

  1. シートを載置するシート積載部と、
    前記シート積載部に積載されたシートを給送するシート給送手段と、
    前記シート積載部に積載されたシートの位置を規制するストッパ部と、
    前記ストッパ部と係合することによって前記シート積載部に積載されたシートを規制する規制位置に前記ストッパ部を保持するための、駆動が伝達されるギアと、を有し、
    前記ギアに駆動が伝達されたときに前記ギアと前記ストッパ部との係合が解除されることを特徴とするシート給送装置。
  2. 前記シート給送手段回転駆動するための駆動が伝達されて前記ギアが回転することを特徴とする請求項1に記載のシート給送装置。
  3. 前記ストッパ部は、前記シート積載部の上方で上端部が回動自在に支持され、前記シート積載部に積載されるシートに押圧されることによってシートが積載される前の初期位置から前記規制位置に回動して前記ギアにより保持され、かつ前記シート給送手段により前記シートを給送する際には、該シートにより押圧されることによってシートの給送を可能とする位置に回動し、給送されるシートによる押圧が解除されたときには、前記シートの給送を可能とする位置から前記初期位置に戻ることを特徴とする請求項1または2に記載のシート給送装置。
  4. 前記ストッパ部は、上端部が前記シート積載部の上方で回動可能に支持されたストッパ部材と、前記ストッパ部材に回動自在に設けられた係止部材とによって構成され、
    前記係止部材が前記ギアの歯の間で係止される係止爪を備えると共に、前記ギアの回転に伴い前記係止爪の係止を解除しながら前記ストッパ部材に対して回動し、前記ストッパ部が前記初期位置に戻るときには、前記係止爪が前記ギアの歯の間に係止されないことを特徴とする請求項3に記載のシート給送装置。
  5. 前記ストッパ部は、回動可能に支持されたストッパ部材と、前記ストッパ部材に回動自在に設けられた係止部材と、によって構成され、
    前記係止部材が前記ギアの歯の間で係止される係止爪を備えると共に、前記ギアの回転に伴い前記係止爪の係止を解除しながら前記ストッパ部材に対して前記係止部材が回動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シート給送装置。
  6. 前記ストッパ部材及び前記係止部材の重心は該ストッパ部材の回動軸よりもシート給送方向下流に位置することを特徴とする請求項4または5記載のシート給送装置。
  7. 前記係止部材の重心は該係止部材の回動軸よりもシート給送方向下流に位置することを特徴とする請求項4または5記載のシート給送装置。
  8. 前記シート給送手段によって給送されたシートを一枚ずつに分離する分離ローラを備え、
    前記分離ローラと同軸上に前記ギアが設けられ、
    前記シート給送手段は前記シート積載部に積載された最下位のシートからシートを給送することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  9. シート積載部と、
    前記シート積載部に積載されたシートと当接する給送ローラと、
    前記シート積載部に積載されるシートの先端側に配置され、回動可能なストッパ部と、
    前記ストッパ部に回動自在に設けられた係止爪と、
    前記係止爪と係合可能なギアと、
    前記ギアと連結されたモータと、を有し、
    前記モータによって前記ギアが回転すると前記係止爪と前記ギアとの係合が解除されるように前記ストッパ部に対して前記係止爪が回動することを特徴とするシート給送装置。
  10. 前記給送ローラの軸上に配置されたローラ軸ギアと、
    前記ギアと同軸上に設けられた伝達ギアと、
    前記ローラ軸ギアと前記伝達ギアとに噛合うギアとを備えたことを特徴とする請求項に記載のシート給送装置。
  11. 求項1乃至10のいずれか1項に記載のシート給送装置と、前記シート給送装置から送り出されたシートに画像を形成する画像形成部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  12. 求項1乃至10のいずれか1項に記載のシート給送装置と、前記シート給送装置から送り出されたシートの画像を読み取る画像読取部と、を備えたことを特徴とする画像読取装置。
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