JP5011229B2

JP5011229B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5011229B2
Application number: JP2008196359A
Authority: JP
Inventors: 陽平野口
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2028-07-30
Also published as: JP2010030761A

Description

本発明は、給紙カセットの斜め給紙を簡単な構造で防止できる画像形成装置に関する。

従来、給紙カセットにおいて、用紙の両側面端部を規制するサイドカーソルのねじれを、一対のラックとピニオンを用いた回転ねじれ防止部で抑制することで、斜め給紙を防止するものがある（特許文献１参照）。

この背景技術では、給紙方向に対して直交する方向の駆動軸の中央位置に給紙ローラユニット（ピップアップローラアセンブリ）３０が支持されている。

ところで、図７（ａ）に給紙カセット１２の側面断面図を示すように、給紙カセット１２を画像形成装置の給紙部にセットすると、昇降板４０で持ち上げられた用紙（図略）の給紙方向の前側上部位置に、装置本体側の給紙ローラユニット３０が臨むようになる。

この給紙ローラユニット３０は、給紙ローラ３１と前送りローラ３２とがホルダー３３に組付けられてなり、両ローラ３１，３２が複数のアイドルギア３４で連結されて、同方向に同期回転されるようになっている。

給紙ローラユニット３０は、用紙の中心（ペーパセンター）に位置するようになる。給紙ローラ３１には分離手段である摩擦ローラ４１が圧接されている。

そして、用紙の給紙開始時は、給紙ローラ３１と摩擦ローラ４１とが用紙を介さずに接しているため、給紙ローラ３１には大きな負荷が作用する。特に起動時には静摩擦が作用して負荷が大きくなり、給紙ローラ３１にかかる負荷によって駆動軸３５に撓みが発生する。

ここで、図７（ｂ）のように、駆動軸３５の両端部３５ｃ，３５ｄを装置本体側の両側の軸受け部３５ｂ，３５ａで支持して、駆動軸３５の長さ方向の中央位置に給紙ローラユニット３０を支持する特許文献１のような構成では、駆動軸３５の中央付近が撓みの頂点となる（二点鎖線ａ参照）。そのため、給紙ローラ３１および前送りローラ３２は基準位置に対して平行に移動するだけで（矢印ｃ参照）、用紙搬送方向Ａに対して傾きが発生しない。

しかし、図７（ｃ）および図８のように、短く設定した駆動軸３５の一端部３５ｃを装置本体側の軸受ブラケット５０で支持して、他端部３５ｄを装置本体側の軸受け部３５ａで支持して、駆動軸３５の中央位置よりも一端部３５ｃ側に片寄った位置に給紙ローラユニット３０を支持する構成では、給紙ローラ３１が駆動軸３５の一端部３５ｃ付近にあるため、駆動軸３５の撓みにより（二点鎖線ｂ参照）、用紙搬送方向Ａに対して傾きθ１が発生する。

また、用紙に接している前送りローラ３２は、給紙ローラ３１の駆動軸３５から複数のアイドルギア３４を介して駆動力が伝達するため、バックラッシュ等の影響で駆動軸３５よりも遅れて回転する。そして、給紙ローラ３１の負荷によって駆動軸３５が撓むと、用紙が給紙される前の停止状態において、前送りローラ３２の振れにより、給紙前の用紙にずれが生じることがある。

このように、駆動軸３５を短く設定する理由は、駆動軸３５の組み付け性および給紙ローラ３１の交換性を向上させるためであるが、軽量化・コストダウン化のために、駆動軸３５が樹脂製の場合には、剛性が低いこともあって、より撓みやすくなる。

このような給紙ローラ３１の傾きや前送りローラ３２の振れによる給紙前の用紙のずれに起因する斜め給紙を防ぐには、用紙の端部をカーソルで規制するのが有効である。

まず、用紙の両側面端部を規制するサイドカーソルは、用紙に強く当接させると用紙を搬送する抵抗となるため、ある程度の余裕を持たせることが必要である。そのため用紙のずれを充分に規制することができない。

これに対して、用紙の後端部を規制するエンドカーソルは、用紙の後端部に強く接しても搬送の抵抗にはならないため、用紙のずれに起因する斜め給紙を効果的に規制することが可能である。
特開２００３−３００６３１号公報

しかしながら、エンドカーソルは、給紙カセットやその他の構成上の制約から、用紙の後端の全長に亘って規制できる長さとすることができず、給紙カセットの用紙中心に対してほぼ振り分けで、概ね１／３程度の長さで規制できるだけである。そのために、送り出し初期の斜め給紙を有効に防止することができないという問題があった。

本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、給紙カセットの用紙の送り出し初期の斜め給紙を、簡単な構造で有効に防止できる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明は、積載された用紙の給紙方向の後端位置を規制するエンドカーソルを有する給紙カセットと、給紙方向に対して直交する方向の駆動軸で支持され、前記給紙カセットの用紙中心に位置して最上位の用紙を１枚ずつ送り出す給紙ローラユニットとを備えた画像形成装置において、前記給紙ローラユニットは、駆動軸の中央位置よりも一端部側に片寄った位置に支持されており、前記エンドカーソルには、駆動軸の他端部側の方向に拡大された拡大部が形成されていることを特徴とする画像形成装置を提供するものである。

請求項２のように、請求項１において、前記エンドカーソルを給紙方向に移動可能な一対のレールの内、拡大部側のレールは、一対のレールがエンドカーソル中心に対してほぼ振り分けとなるように、駆動軸の他端部側の方向にオフセットされている構成とすることが好ましい。

請求項３のように、請求項１において、前記給紙ローラユニットは、給紙ローラと前送りローラとがホルダーに組付けられてなり、両ローラが複数のアイドルギアで連結されて、同方向に同期回転されるようになっている構成とすることができる。

本発明によれば、駆動軸の中央位置よりも一端部側に片寄った位置に給紙ローラユニットが支持された構成において、エンドカーソルに、給紙カセットやその他の構成上の制約が少ない範囲内で、駆動軸の他端部側の方向に拡大した拡大部を形成したものである。これにより、給紙ローラユニットが駆動軸の片寄った位置に支持されることで、用紙が斜め給紙されるおそれがある場合であっても、エンドカーソルの拡大部で、用紙の送り出し初期の斜め給紙を有効に防止（矯正）できるようになる。また、エンドカーソルに一体若しくは別体で拡大部を形成するだけであるから、構造がきわめて簡単で、背景技術のようなラック・ピニオン等の部品も不要であるので、コスト安に製造することができる。

請求項２によれば、エンドカーソルの拡大部側のレールは、駆動軸の他端部側の方向にオフセットさせたから、エンドカーソルの移動操作がスムーズになるとともに、拡大部側のエンドカーソルの支持が強固になって、斜め給紙をより有効に防止できるようになる。

請求項３によれば、給紙ローラと前送りローラとがホルダーに組付けられて、複数のアイドルギアで連結されてなる給紙ローラユニットであっても、斜め給紙を有効に防止できるようになる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、画像形成装置の一例であるカラープリンタ１の断面図である。カラープリンタ１の四角箱状の装置本体２内には、マゼンタ用画像形成部３Ｍ、シアン用画像形成部３Ｃ、イエロー用画像形成部３Ｙ、およびブラック用画像形成部３Ｋが配置されている。

これらの画像形成部３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋでは、後述するように、帯電、露光、現像、および転写の各プロセスにおいて、それぞれ異なった４色の画像を用紙Ｐに形成するようになる。

画像形成部３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋには、感光体ドラム４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋがそれぞれ配置され、感光体ドラム４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋは、図１において時計方向に回転される。

感光体ドラム４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋの上方位置には、帯電装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｙ，５Ｋがそれぞれ配置されている。また、画像情報に基づくＬＥＤ光の照射により、感光体ドラム４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋに対して露光処理を施す露光装置６Ｍ，６Ｃ，６Ｙ，６Ｋがそれぞれ配置されている。

そして、帯電装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｙ，５Ｋからのコロナ放電によって感光体ドラム４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋの表面が一様な電荷に帯電される。ついで露光装置６Ｍ，６Ｃ，６Ｙ，６Ｋによる光照射で露光され、感光体ドラム４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋの周面に、画像信号に応じた静電潜像が形成されるようになる。

感光体ドラム４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋの側方位置には、現像装置７Ｍ，７Ｃ，７Ｙ，７Ｋがそれぞれ配置されている。現像装置７Ｍ，７Ｃ，７Ｙ，７Ｋには、トナーカートリッジ８Ｍ，８Ｃ，８Ｙ，８Ｋからトナーがそれぞれ補給されるようになる。

トナーは、現像装置７Ｍ，７Ｃ，７Ｙ，７Ｋから感光体ドラム４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋの周面にそれぞれ供給される。これにより、感光体ドラム４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋの周面には、露光装置６Ｍ，６Ｃ，６Ｙ，６Ｋによる露光で形成されている静電潜像に応じた可視画像（トナー像）が形成されるようになる。

給紙カセット１２内に収容された用紙Ｐは、１枚ずつ送り出され、給紙ガイド１３で案内されながら、反時計方向に周回している搬送ベルト１４に載せられて、感光体ドラム４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋに向けて搬送される。

そして、用紙Ｐは、マゼンタ用画像形成部３Ｍの下を通過する時に、転写ローラ９Ｍによって感光体ドラム４Ｍ上に形成された画像（マゼンダのトナー像）が転写される。ついで、シアン用画像形成部３Ｃの下を通過する時に、転写ローラ９Ｃによって感光体ドラム４Ｃ上に形成された画像（シアンのトナー像）が転写される。以下同様に、イエローおよびブラックの感光体ドラム４Ｙ、４Ｋの下を通過するときに、転写ローラ９Ｙ、９Ｋによって各色の画像（イエロー、およびブラックのトナー像）が順次転写される。

感光体ドラム４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋの周面に残留したトナーは、感光体ドラム４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋの側方位置のクリーニング装置１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｋによりそれぞれ除去される。

その後、用紙Ｐは、搬送ベルト１４から送り出されて定着部１１に搬送され、定着部１１において定着処理が施された後、排紙ガイド１６により、排紙部１７の排紙トレイ１８上に排出されるようになる。

図２は、カラープリンタ１の斜視図であり、交換時に、トナーカートリッジ８Ｃを感光体ドラム４Ｃの軸方向に沿って出し入れ可能な状態を示している。なお、他のトナーカートリッジ８Ｍ，８Ｙ，８Ｋも同様に出し入れ可能である。

装置本体２の前面には、トナーカートリッジ８Ｍ，８Ｃ，８Ｙ，８Ｋを出し入れするためのメンテナンス開口２０が開口され、このメンテナンス開口２０を開閉可能なメンテナンスドア２１が取り付けられている。

装置本体２内の現像装置７Ｍ，７Ｃ，７Ｙ，７Ｋの上方位置には、トナーカートリッジ８Ｍ，８Ｃ，８Ｙ，８Ｋを感光体ドラム４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｋの軸方向に沿って、矢印Ａ方向に出し入れ可能な装填用スペースＳ（図１参照）がそれぞれ形成されている。

そして、各装填用スペースＳにトナーカートリッジ８Ｍ，８Ｃ，８Ｙ，８Ｋを押し入れた時に、トナーカートリッジ８Ｍ，８Ｃ，８Ｙ，８Ｋの底部のトナー送出口が現像装置７Ｍ，７Ｃ，７Ｙ，７Ｋのトナー受入口に合致する。これにより、トナーカートリッジ８Ｍ，８Ｃ，８Ｙ，８Ｋから現像装置７Ｍ，７Ｃ，７Ｙ，７Ｋにトナーがそれぞれ補給されるようになる。

装置本体２の側面位置には、給紙カセット１２が装置本体２に対して、矢印Ｂ方向に出し入れ可能に設けられている。

給紙カセット１２は、図３に示すように、上面が開口した長方形箱状のカセット本体２５を備え、給紙方向（長手方向）の一側部には、出し入れ操作用の取手２６が設けられている。

カセット本体２５内には、積層して収容された用紙Ｐの短手方向の両側端部位置を規制するサイドカーソル２７がそれぞれ設けられている。この両サイドカーソル２７は、後述するエンドカーソル２８と同様に、給紙カセット１２やその他の構成上の制約から、用紙Ｐの全長に亘って規制できる長さとすることができない。本例では、給紙カセット１２の取手２６側の概ね１／３程度の長さＬ１で規制できるだけであり、このことからも斜め給紙が発生し易い状況となっている。

カセット本体２５の給紙方向（長手方向）の他側部には、用紙Ｐの給紙方向の後端位置を規制するエンドカーソル２８が設けられている。このエンドカーソル２８は、図４に示すように、下端部の一対のレール溝２８ａ，２８ｂがカセット本体２５の底部の一対のレール２５ａ，２５ｂに嵌り合うことで、給紙方向に移動可能となっている。

装置本体２には、図７（ａ）に示したように、給紙カセット１２を装置本体２内に押し入れた（セットした）時に、カセット本体２５の給紙方向の一側部位置で最上位の用紙Ｐに接触する給紙ローラユニット３０が設けられている。この給紙ローラユニット３０は、給紙ローラ３１と前送りローラ３２とがホルダー３３に組付けられてなり、両ローラ３１，３２がアイドルギア３４で連結されて、同方向に同期回転されるようになっている。

また、図７（ｃ）および図８に示したように、短く設定した駆動軸３５の一端部３５ｃを装置本体側の軸受ブラケット５０で支持して、他端部３５ｄを装置本体側の軸受け部３５ａで支持して、駆動軸３５の中央位置よりも一端部３５ｃ側に片寄った位置に給紙ローラユニット３０が支持されている。

そして、駆動軸３５の回転で給紙ローラ３１が回転され、アイドルギア３４を介して前送りローラ３２が回転されることで、最上位の用紙Ｐを１枚ずつ給紙ガイド１３側に送り出すようになる。

前記エンドカーソル２８は、給紙カセット１２やその他の構成上の制約から、用紙Ｐの全長に亘って規制できる長さとすることができない。そのために、図４に右半分を二点鎖線で示す従来のエンドカーソル２８は、給紙カセット１２の用紙中心Ｃ１に対してほぼ振り分けで、概ね１／３程度の長さＬ２で規制できるだけであった。その結果、送り出し初期の斜め給紙を防止することができなかった。

そこで、本実施形態では、エンドカーソル２８に、駆動軸３５の他端部３５ｄ側の方向に一体的に拡大させた拡大された拡大部３６（図４のクロスハッチング参照）を形成したものである。換言すれば、エンドカーソル２８は、給紙カセット１２の用紙中心Ｃ１に対して左右非対称としたものである。この拡大部３６の長さＬ４は、用紙中心Ｃ１に対してほぼ振り分けの長さＬ３に対して、ほぼ１／２の程度の長さで拡大することが好ましい。なお、拡大部３６は、エンドカーソル２８に一体形成する必要は無く、既存のエンドカーソル２８に別体の拡大部３６を熱カシメやねじ等で後付けすることも可能である。

また、エンドカーソル２８に拡大部３６を形成することで、エンドカーソル２８の長さＬ５が長くなるから、エンドカーソル中心Ｃ２は、用紙中心Ｃ１よりも駆動軸３５の他端部３５ｄ側の方向に寸法ｂだけオフセットすることになる。

そこで、カセット本体２５の一対のレール２５ａ，２５ｂの内、拡大部３６側のレール２５ｂは、一対のレール２５ａ，２５ｂがエンドカーソル中心Ｃ２に対してほぼ振り分けとなるように、駆動軸３５の他端部３５ｄ側の方向にオフセットさせている。なお、エンドカーソル２８のレール溝２８ｂもレール２５ｂに合わせてオフセットさせている。

前記実施形態では、エンドカーソル２８に、給紙カセット１２の用紙中心Ｃ１に対して、給紙カセット１２やその他の構成上の制約が少ない範囲内で、幅方向の一側部を駆動軸３５の他端部３５ｄ側の方向に拡大した拡大部３６を形成したものである。

これにより、給紙ローラユニット３０が駆動軸３５の片寄った位置に支持されることで用紙Ｐが斜め給紙されるおそれがある場合であっても、エンドカーソル２８の拡大部３６で、用紙Ｐの送り出し初期の斜め給紙を有効に防止（矯正）できるようになる。

ここで、図５を用いて、エンドカーソル２８の拡大部３６で、用紙Ｐの送り出し初期の斜め給紙を有効に防止できる理由を具体的に説明する。

給紙ローラ３１の中心をＯ、エンドカーソル２８の端部をＴ、駆動軸３５から用紙Ｐの後端までの距離をＬ、用紙中心Ｃ１から拡大部３６の端部Ｔまでの距離をＸとして、Ｏを中心に用紙Ｐをθ２の方向に回転させた際に、端部Ｔに位置する用紙Ｐの後端が反給紙方向へ移動する距離Ｙは、近似的に下記の式で計算できる。
Ｙ＝√（Ｌ^２＋Ｘ^２）・ｃｏｓ（α−θ２）−Ｌ
Ｌ＝３００ｍｍ、エンドカーソル２８が端部Ｔに位置する用紙Ｐの後端の反給紙方向への移動を０．５ｍｍ以下に規制するとして（Ｙ＝０．５）、
Ｘ＝３０ｍｍ、４５ｍｍの場合でθ２を計算すると、
Ｘ＝３０ｍｍの場合、θ２＝１．０６°
Ｘ＝４５ｍｍの場合、θ２＝０．６７°
となる。

このことから、距離Ｘを大きくすることにより、用紙Ｐのずれが低減されることが分かる。なお、距離Ｘは、想定される距離Ｙの値およびずれの限度等を考慮して適宜設定すれば良い。

また、エンドカーソル２８に一体若しくは別体で拡大部３６を形成するだけであるから、構造がきわめて簡単で、背景技術のようなラック・ピニオン等の部品も不要であるので、コスト安に製造することができる。

さらに、エンドカーソル２８の拡大部３６側のレール２５ｂとレール溝２８ｂは、カーソル中心Ｃ２に対してほぼ振り分けとなるように、駆動軸３５の他端部３５ｄ側の方向にオフセットさせたから、エンドカーソル２８の移動操作がスムーズになるとともに、拡大部３６側のエンドカーソル２８の支持が強固になって、斜め給紙をより有効に防止できるようになる。

また、エンドカーソル２８を収納用紙に対して給紙カセット１２の挿入方向の下流側端部に当接するように配置されているので、給紙カセット１２を装置本体に装着した際の衝撃でも収納用紙がエンドカーソル２８から離れることがない。よって、給紙カセット１２の着脱による影響を受けにくい。

前記実施形態は、エンドカーソル２８の拡大部３６で斜め給紙を防止できるようにしたものであるが、駆動軸３５の撓みを吸収して斜め給紙を防止することもできる。

図６（ａ）（ｂ）に示すように、駆動軸３５の一端部３５ｃの軸受ブラケット５０の軸受５０ａをコイルスプリング４２で給紙方向Ａに付勢する。なお、軸受５０ａは、軸受ブラケット５０の長穴５０ｂで付勢移動位置が規制される。

そして、給紙ローラ３１に反給紙方向の瞬間的に大きな力が作用すると、給紙ローラ３１は、コイルスプリング４２の付勢力に抗して反給紙方向に若干退避する構成とすれば、瞬間的な駆動軸３５の撓みを低減することできる。これにより、斜め給紙を防止することが可能となる。

同様に、図６（ｃ）に示すように、軸受ブラケット５０として、板金加工した板ばね４４を用いて、この板ばね４４の軸受部４４ａで駆動軸３５の一端部３５ｃを支持するとともに、板ばね４４にばね部４４ｂを形成する。

そして、給紙ローラ３１に反給紙方向の瞬間的に大きな力が作用すると、給紙ローラ３１は、板ばね４４のばね部４４ｂの弾性変形によって反給紙方向に若干退避するので、瞬間的な駆動軸３５の撓みを低減することできる。これにより、斜め給紙を防止することが可能となる。

前記実施形態では、給紙ローラ３１と前送りローラ３２とがホルダー３３に組付けられて、複数のアイドルギア３４で連結されてなる給紙ローラユニット３０であったが、給紙機能と前送り機能とを兼ね備えた１個のローラでなる給紙ローラユニット３０であっても良い。

本発明の実施形態のカラープリンタの断面図である。図１のカラープリンタの斜視図である。給紙カセットの斜視図である。エンドカーソルの正面図である。エンドカーソルの拡大部で斜め給紙を防止できる理由を説明するための原理図である。（ａ）は、駆動軸の撓みを吸収して斜め給紙を防止する別の実施形態１の平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）は別の実施形態２の斜視図である。給紙カセットであり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は駆動軸の中央位置にある給紙ローラユニットの平面図、（ｃ）は駆動軸の片寄った位置にある給紙ローラユニットの平面図である。給紙カセットの要部斜視図である。

符号の説明

１カラープリンタ（画像形成装置）
１２給紙カセット
２５カセット本体
２５ａ，２５ｂレール
２８エンドカーソル
２８ａ，２８ｂレール溝
３０給紙ローラユニット
３１給紙ローラ
３２前送りローラ
３４アイドルギア
３５駆動軸
３５ｃ，３５ｄ端部
３６拡大部
Ｃ１用紙中心
Ｃ２エンドカーソル中心
Ｐ用紙

Claims

積載された用紙の給紙方向の後端位置を規制するエンドカーソルを有する給紙カセットと、給紙方向に対して直交する方向の駆動軸で支持され、前記給紙カセットの用紙中心に位置して最上位の用紙を１枚ずつ送り出す給紙ローラユニットとを備えた画像形成装置において、
前記給紙ローラユニットは、駆動軸の中央位置よりも一端部側に片寄った位置に支持されており、前記エンドカーソルには、駆動軸の他端部側の方向に拡大された拡大部が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
前記エンドカーソルを給紙方向に移動可能な一対のレールの内、拡大部側のレールは、一対のレールがエンドカーソル中心に対してほぼ振り分けとなるように、駆動軸の他端部側の方向にオフセットさ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。
前記給紙ローラユニットは、給紙ローラと前送りローラとがホルダーに組付けられてなり、両ローラが複数のアイドルギアで連結されて、同方向に同期回転されるようになっ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。