JP5682584B2 - シート給紙装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
このような画像形成装置においては、記録シートは、給紙トレイ内に積載された状態で収容されており、繰り出しローラーにより給紙トレイ内の最上位の記録シートが繰り出されて給紙ローラー対で搬送路内を搬送された後、転写位置の手前に配されたレジストローラー対によりスキュー補正(斜行補正)が行われるのが一般的である(例えば、特許文献1を参照)。
しかしながら、レジストローラー対でスキュー補正を行う際、用紙のループ形成にそれなりのスペースが必要となるため、上述のように、給紙トレイからレジストローラー対までの間隔を小さくしてしまうと、ループ形成に必要なスペースも縮小せざるを得なくなって、ループの形成が不十分なものとなり易く、スキューが解消され難くなるという問題がある。
以下、本発明の第1の実施形態に係るシート給紙装置を備える画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。
<画像形成装置の構成>
図1は、本発明の第1の実施形態に係るシート給紙装置が備えられた画像形成装置の一例であるプリンターの構成を説明するための模式図である。このプリンターは、用紙、OHPシート等の記録シート上にモノクロのトナー画像を形成するようになっている。
感光体ドラム11の周囲には、電子写真方式によってトナー画像を記録シート上に形成するための帯電器12、光学部13、現像器14、転写ローラー15が、感光体ドラム11の回転方向(同図の反時計回り)に沿って、この順番で設けられている。
これにより、光学部13からは画像データに応じたレーザ光Lが感光体ドラム11の表面に照射される。
感光体ドラム11の下方には、給紙部20が設けられており、当該給紙部20は、用紙、OHPシート等の複数枚の記録シートが積載状態で収容された給紙トレイ21とシート給紙機構(シート給紙装置)41などからなる。
なお、給紙トレイ21のシート載置面21aは、不図示の駆動源により昇降する構成となっている。
このように、給紙部20から搬送経路23に供給される記録シートS1は、給紙部20によって、直接、転写ニップ25にまで搬送される。
トナー画像が転写された記録シートS1は、剥離爪16によって感光体ドラム11から剥離されて定着部30へ搬送される。
定着部30は、相互に水平方向に並んで配置された加熱ローラー31および定着ローラー32と、加熱ローラー31および定着ローラー32に巻き掛けられて周回駆動される定着ベルト33と、定着ベルト33を挟んで定着ローラー32に対向するように水平方向に並んで配置された加圧ローラー34とを有している。
トナー画像が転写された記録シートS1は、定着ニップを通過する間に、記録シートS1上のトナー画像が定着ベルト33によって所定の定着温度に加熱されて記録シートS1上に定着される。
<シート給紙機構の構成>
シート給紙機構41は、給紙トレイ21に積載されている最上位の記録シートS1(図1参照)を繰り出して、これにスキュー補正を実施し、搬送経路23上に送り出すものであり、給紙トレイ21の給紙口に設けられている。
同図に示すように、シート給紙機構41は、支持部材140、メインレジストローラー150、連結部160、給紙ローラー170、サブレジストローラー180、捌ローラー190および復帰駆動力蓄積部200などからなる。
給紙ローラー170は、給紙トレイ21に積載されている最上位の記録シートS1に接触して1枚ずつ繰り出す繰り出しローラーであり、メインローラー軸171、コア部172、外周部173とからなる。
コア部172には、給紙ローラー170と同心となる円弧状の長穴174が、コア部172を軸方向に貫通して設けられてり、メインレジストローラー150を給紙ローラー170の回転に連動させて回転させる際に機能する。
給紙ローラー170の外周面には、繰り出した記録シートを1枚ずつ捌くための捌ローラー190が押圧されている。
捌ローラー190は、回転軸に不図示のトルクリミッターが取着されており、上記従動の際には、所定のトルクが生じるように構成されている。
また、メインレジストローラー150は、中空の円筒状のホイール部152の周面に肉厚が一様なゴムなどの弾性体からなる外皮部151を形成してなり、ホイール部152の軸方向両端部における内周面には、内周ギア153が形成される。ここで、外皮部151の径D2の大きさは、給紙ローラー170の径D1と同じである。
これらの内接ギア154a、154bおよび154cが上記メインレジストローラー150の内周ギア153と噛合することにより、メインレジストローラー150が、支持部材140に対して、回転自在に保持されるようになっている。
また、給紙軸心はレジスト軸心よりもやや下方にして、給紙ローラー170がメインレジストローラー150よりも給紙トレイ21に近くなるように配置されており、これにより給紙トレイ21上の記録シートの上面に給紙ローラー170の周面のみを当接させて円滑な繰り出し動作を実行できるようにしている。
内接ギア154bも内接ギア154aと、同一の構成である。
一方、内接ギア154cは、内接ギア154aにおけるギア軸155aの給紙ローラー170側の端部を延長して、ここにもう一つ新たなギア158が取着されている。
また、メインレジストローラー150の外周面には、メインレジストローラー150の径D2よりも小さな径のサブレジストローラー180が押圧されてニップが形成されている。
上述のように給紙ローラー170の径D1とメインレジストローラー150の径D2が等しいので、給紙ローラー170と捌ローラー190の対による記録シートの搬送速度と、メインレジストローラー150とサブレジストローラー180との対による記録シートの搬送速度とが同一となっている。
(連結部160)
連結部160は、給紙ローラー170の回転力をメインレジストローラー150に遅延させて伝達するための媒介となるものであり、給紙ローラー170のY軸方向における両外側であって、給紙ローラー170とメインレジストローラー150の間に介設される。
中間ホイール部162は、有底筒状の部材であって、その内周面には、メインレジストローラー150の内周ギア153と同ピッチ、同歯数の内周ギア164が形成され、上記内接ギア154cのギア軸155aの端部に装着されたギア158と噛合するようになっている。
また、Y軸方向から見たとき、ボス部163の中心位置と内周ギア164の回転中心位置とが一致している。
駆動力伝達シャフト165は、例えば、金属などのシャフトであって、一方の中間ホイール部162の底部161から当該底部161と直交する方向に延出されて、給紙ローラー170のコア部172に設けられた円弧状の長穴174を貫通し、他方の中間ホイール部162の底部161に掛け渡されている。
つまり、長穴174と駆動力伝達シャフト165は、協働して給紙ローラー170の回転力を、所定時間遅延させてメインレジストローラー150に伝達するための駆動力伝達遅延手段として機能する。
なお、給紙ローラー170の両外側にそれぞれ設けられているメインレジストローラー150同士の離間距離(外皮部151同士のY軸方向における最短距離)は、給紙が想定されている記録シートの最小幅よりも短く設定されており、このため小サイズの記録シートであっても、確実にスキューが補正されるようになっている。
図3は、復帰駆動力蓄積部200の構成を示す図である。
駆動軸201は、不図示の駆動源に接続されて回転駆動されるものである。
渦巻きばね203の中心側の端部は、メインローラー軸171に接合されており、また、他方(外側)の端部は、ケーシング202(後述の本体部202aの内側面)に接合されている。
上板202bには、メインローラー軸171の端部をケーシング202内へ挿通するための透孔202cが設けられている。また、駆動軸201が、上記メインローラー軸171と同軸上に位置するように、ケーシング202の下部の底板202dの中心に接合されている。
次に、図4(a)〜(c)のシート給紙機構41の要部の側面図に基づき、その給紙・ループ形成動作について説明する。
ここで、給紙ローラー170とメインレジストローラー150の回転動作をわかりやすくするために、便宜的に、それぞれに周面にC点とE点を付している。
記録シートを給紙する際には、制御部40からの指示により、不図示のアクチュエータによりシート載置面21aを上昇させて最上位の記録シートの上面を給紙ローラー170の周面に当接させ、不図示の駆動源により駆動軸201を反時計周りに回転させる(図2参照)。
このため、上記駆動力の少なくとも1部は、渦巻きばね203を巻き上げる力として作用し、これにより、駆動力が弾性エネルギーに変換されて蓄積される。
これにより、記録シートS1が同図右方向に繰り出されて、やがて同図のF点(メインレジストローラー150と給紙ローラー170の各周面の輪郭の交差する点)を通過する(図4(b)参照)。
この際、記録シートS1の腰によって、当該先端部の縁がニップ部Nに沿う(メインレジストローラー150の軸方向と平行する)こととなる。
給紙ローラー170の回転により長穴174の壁部172cが駆動力伝達シャフト165に当接し、これによりメインレジストローラー150が給紙ローラー170と同じ回転速度で反時計回りに回転を始めるため、これにより、記録シートS1は、スキューが補正された状態で送り出される(図4(c)参照)。
また、制御部40は、記録シートS1にループが形成され、かつ、記録シートS1の後端が完全に送り出されていないタイミングで、給紙トレイ21のシート載置面21aを不図示の駆動源により降下させて、次の記録シートが勝手に給紙されないようにする。
ここで、メインローラー軸171の回転駆動を停止させるタイミングは、例えば、上述のフォトセンサーを設けている場合には、ニップ部Nの下流側において記録シートS1の後端を検出したときにすればよく、また、このようなフォトセンサーを設けていない場合には、駆動軸201の回転開始からの経過時間で判断してもよい。
メインローラー軸171が反転し始めた時点では、給紙ローラー170と捌ローラー190のみが回転するため、復帰駆動力蓄積部200は、捌ローラー190のトルクリミッターが発生させるトルクに打ち勝ちながら給紙ローラー170を反転させ、その結果、駆動力伝達シャフト165が長穴174の壁部172bに当接する。
上記構成によれば、給紙ローラー170とメインレジストローラー150を基準位置に復帰させるために、わざわざメインローラー軸171を反転させるように駆動源(不図示)を制御する必要がない。
また、給紙ローラー170とメインレジストローラー150は、これらの回転軸方向からみたとき、それぞれの外周部173および外皮部151同士がほとんど重なり合うので、給紙ローラーからメインレジストローラーまで到る距離を極めて短くでき、装置サイズをコンパクトにすることができる。
<第2の実施形態>
第2の実施形態に係るシート給紙機構の構成は、基本的に上記第1の実施形態に係るシート給紙機構41と共通するが、連結部160の中間ホイール部162とメインレジストローラー150に対応するものの構成が、第1の実施形態に係るシート給紙機構41とは異なる。
図5は、第2の実施形態に係る2の要部構成を示す一部切欠き斜視図である。
同図に示すように、第2の実施形態におけるシート給紙機構241では、連結部160に相当する構成がなく、また、第1の実施形態におけるメインレジストローラー150に対応するメインレジストローラー350は、3つの内接ギアで内接支持されるのではなく、給紙ローラー170のメインローラー軸171に回転自在に軸支されている。つまり、給紙ローラー170とメインレジストローラー350が同軸上に位置している。
そのため、メインローラー軸171に接続された駆動源の駆動力は、給紙ローラー170にのみ直接的に伝達される。
このように、給紙ローラー170とメインレジストローラー350の回転軸が同軸上に設けられた構成では、メインレジストローラー350の外径D3を給紙ローラー170の外径D1よりも僅かに小さく設定することが望ましい。
その理由は、差が大きいほど、メインレジストローラー350による搬送速度よりも給紙ローラー170による搬送速度の方が大きくなり、記録シートS1の先端が、メインレジストローラー350にニップ部を抜けた後に、スキュー補正時に形成された記録シートS1のループ量が次第に増大し、場合によっては、当該ループ部分がメインレジストローラー350とサブレジストローラー180とのニップ部にかみこんで正しく給紙できない事態もあり得るからである。
これに対して、メインレジストローラー350は、不図示のトルクリミッターに連結されたサブレジストローラー180で押圧されているので、当該トルクリミッターのトルク値を十分大きな値に設定しておけば、給紙ローラー170と記録シートとの摩擦力に抗することが可能である。即ち、記録シートS1を介して伝達された駆動力で回転するのを防止できる。
ここで、給紙ローラー170とメインレジストローラー350の動きをわかりやすくするために、便宜的に、それぞれに周面にC点とG点を付している。
図6(a)に示すように、給紙ローラー170とメインレジストローラー350とが同軸上に配され、給紙ローラー170の径がメインレジストローラー350の径よりも大きいため、回転軸方向から見たときに、給紙ローラー170のローラー外皮の輪郭内にメインレジストローラー350のローラー外皮の輪郭が含まれる形となっている。
このとき、C点が最下点にあり、また、G点が、サブレジストローラー180と接触する位置にあるものとする。
記録シートを給紙する際には、制御部40からの指示により、不図示のアクチュエータによりシート載置面21aを上昇させて最上位の記録シートの上面を給紙ローラー170の周面に当接させ、不図示の駆動源によりメインローラー軸171を反時計周りに回転させる(図5参照)。
給紙ローラー170の回転に伴い、これの構成要素であるコア部172も反時計周りに回転するが、コア部172に設けられた長穴174が回転方向に延びるように設けられているため、これに挿通された駆動力伝達シャフト165には、コア部172の壁部172cに当接するまで駆動力が伝達されない。
一方、給紙ローラー170のC点は、同図に示すように、G点を少し通り過ぎた位置に到達する。
そして、図6(b)に示すように、記録シートS1の後端側がさらに送り出されると、当該記録シートS1にループが形成される。
これにより、記録シートS1の先端部の搬送が開始され、第1の実施形態と同様に、当該記録シートS1は、スキューが補正された状態で送り出される。
以上のような構成により、シート給紙機構241は、給紙ローラー170とメインレジストローラー350とを回転軸方向からみたとき、双方のローラーは、互いの回転中心が一致する位置、即ち、それぞれの外皮部同士が全周において重複する部分が生じる位置に設けられているため、装置サイズをコンパクトにすることができる。
<第3の実施形態>
第3の実施形態に係るシート給紙機構の構成は、基本的に上記第1の実施形態に係るシート給紙機構41と共通するが、メインレジストローラー150に対応するものの構成が、第1の実施形態に係るシート給紙機構41とは異なる。
図7は、第3の実施形態に係るシート給紙機構441の要部構成を示す斜視図である。
同図に示すように、第3の実施形態におけるシート給紙機構441では、第1の実施形態における連結部160に対応する連結部460aの構成が異なっており、また、第1の実施形態におけるメインレジストローラー150に対応するメインレジストローラー450は、3つの内接ギア対で内接支持されるのではなく、給紙ローラー170を支持するメインローラー軸171に平行し、かつ、近接するように設けられたサブローラー軸部455に軸支されており、さらに、連結部460aとメインレジストローラー450とを連結するものが、ギアではなくベルト454になっている。
支持部材440は、メインローラー軸171を支持するものであり、第1の実施形態における支持部材140よりもX軸方向おける幅が狭くなっている。このように幅が狭くなっているのは、メインレジストローラー450との干渉を避けるためである。
図8は、シート給紙機構441を、給紙ローラー170の回転軸方向(Y’側)からみたときの図である。
なお、同図においては、ベルト454を省略して示している。
しかも、駆動力伝達シャフト165と長穴174は、第1の実施形態と同様の駆動力伝達遅延手段を有しているため、1つの駆動源で給紙ローラー170とメインレジストローラー450の回転開始時期を異ならせて、スキュー補正を実行することができる。そのため、コストを低減することができる。
本発明は、上述のような実施の形態に限られるものではなく、次のような変形例も実施することができる。
(1)上記の第1の実施形態では、給紙ローラー170を押圧するものを捌ローラー190としたが、これに限られず、例えば、回転せずに固定的に配された、いわゆる捌パッドでもよく、要するに、給紙ローラー170を押圧する押圧部材でありさえすればよい。
(3)上記の第1の実施形態では、給紙ローラー170とメインレジストローラー150の外径は同径としたが、これに限らず、記録シートにしわや過大な張力などが生じなければ、多少外径が異なっていたとしても構わない。
その場合、内接ギア154cにおいて、連結部160側とメインレジストローラー150側とでのギア比を異ならせて、給紙ローラー170の外周面(外周部173の外周面)における周回速度とメインレジストローラー150の外周面(外皮部151の外周面)における周回速度とが同じになるようにすることが望ましい。
例えば、図9に示すように、第1の実施形態における長穴174に対応する長穴265が、第1の実施形態における連結部160に対応する連結部260側に設けられており、第1の実施形態における駆動力伝達シャフト165に対応する駆動力伝達シャフト274が、第1の実施形態における給紙ローラー170に対応する給紙ローラー270のコア部272のY軸方向の両端部から延出される構成であってもよい。
例えば、図10に示すように、第1の実施形態における給紙ローラー170に対応する給紙ローラー370のコア部372のY軸方向の両端部において、給紙ローラー370のメインローラー軸171を中心にして所定の中心角をなして設けられた第1係合部374aと第2係合部374bとが設けられ、回転状態に応じてこれらの係合部と選択的に係合する係合突起部165aが、第1の実施形態における連結部160に対応する連結部160aのY軸方向における端部から立設している構成であってもよい。
その場合、通常、原稿は原稿トレイから繰り出されたときに下向きに送り出されることになるので、原稿の下面に給紙ローラー170を当接させることが望ましい。
また、上記実施の形態および上記変形例の内容を可能な限り、それぞれ組み合わせるとしてもよい。
12 帯電器
13 光学部
14 現像器
15 転写ローラー
16 剥離爪
17 クリーニング部材
19 排紙トレイ
20 給紙部
21 給紙トレイ
21a シート載置面
25 転写ニップ
23 搬送経路
24 排紙ローラー
30 定着部
31 加熱ローラー
32 定着ローラー
33 定着ベルト
34 加圧ローラー
40 制御部
41、241、441 シート給紙機構
140、440 支持部材
141 軸孔
145 貫通孔
150、350、450 メインレジストローラー
151、173 外皮部
152 ホイール部
162 中間ホイール部
153、164 内周ギア
154a、154b、154c 内接ギア
155a ギア軸
156a、158 ギア
160、160a、260、460a 連結部
161 底部
163 ボス部
165、274 駆動力伝達シャフト
165a 係合突起部
170、270、370 給紙ローラー
171、350 メインローラー軸部
172、272、372 コア部
172a 軸穴
174 長穴
172b、172c 壁部
180 サブレジストローラー
190 捌ローラー
200 復帰駆動力蓄積部
201 駆動軸
202 ケーシング
202a 本体部
202b 上板
202c 透孔
202d 底板
265 貫通孔
374a、374b 係合部
450 メインレジストローラー
450a プーリー部
450b 溝部
450c コア部
454 ベルト
455 サブローラー軸部
Claims (13)
- シートのスキューを補正した後、トナー画像の転写位置に向けて当該シートを給紙する給紙機構を備えた画像形成装置であって、
前記給紙機構は、
駆動源と、
前記駆動源により回転駆動される給紙ローラーの周面を押圧部材で押圧して第1のニップ部を形成する給紙ローラー部と、
第1のレジストローラーを第2のレジストローラーで押圧して第2のニップ部を形成すると共に、前記給紙ローラー部との間にシートのループを形成するレジストローラー部と、
前記給紙ローラーの回転開始から所定時間遅れて第1のレジストローラーの回転が開始されるように、給紙ローラーの回転駆動を遅延させて第1のレジストローラーに伝達する駆動力伝達遅延手段と、
を備え、
前記給紙ローラーの回転軸方向から見たときに、給紙ローラーと第1のレジストローラーが少なくとも一部において重なり合う部分が生じるように配置され、かつ、前記回転軸方向において、前記給紙ローラーと第1のレジストローラーの位置が異なっていると共に、前記押圧部材と前記第2のレジストローラーは、前記回転軸方向から見たときに、重ならないように配置されており、
前記駆動力伝達遅延手段は、
給紙ローラーと前記第1のレジストローラーのうち一方のローラー側に、当該ローラーの軸を中心にして所定の中心角をなして設けられた第1と第2の係合部と、
給紙ローラーと前記第1のレジストローラーのうち他方のローラー側に設けられ、前記一方のローラーとの回転状態に応じて、第1および第2の係合部と選択的に係合する被係合部とを有し、
前記被係合部が第1の係合部と係合している第1の係合状態から、給紙ローラーの回転に連れて、被係合部が相対的に回転移動して、第2の係合部と係合する第2の係合状態に到った段階で、前記第1のレジストローラーが給紙ローラーと供回りするように構成されている
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記係合部対は、給紙ローラーの周方向に沿って設けられてなる長孔の長手方向両端部の壁であり、
前記被係合部は、前記回転軸方向に伸びると共に、前記長孔に入り込むように設けられたシャフト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。 - 第1のレジストローラーの回転中心は、給紙ローラーの回転中心からシート搬送方向下流側に所定量ずれており、
前記駆動力伝達遅延手段は、
給紙ローラーと同軸上に配置された中間回転体と、
中間回転体の回転を第1のレジストローラーに伝達する中間伝達手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 給紙ローラーと第1のレジストローラーは同軸上に配置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。
- 前記給紙ローラー部は、
前記駆動源から給紙ローラーに至る動力伝達経路上には、駆動力が伝達され始めると、
給紙ローラーを前記駆動源による回転方向と反対側に回転させる駆動力を蓄える駆動力蓄積手段を備え、
前記駆動力蓄積手段に蓄積された駆動力が解放されることにより、前記被係合部が第2の係合部と係合する第2の係合状態から、前記被係合部が第1の係合部と係合している第1の係合状態へと復帰させることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記駆動力蓄積手段は、渦巻きばねであることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 給紙ローラーは、積載されている複数のシートの最上位もしくは最下位のものに接触し、当該シートを繰り出す繰り出しローラーを兼ねていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記押圧部材は、捌きローラーであることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の画像形成装置。
- 給紙ローラーおよび第1のレジストローラーは、それぞれ最大外径が一致していることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記給紙ローラーは、給紙トレイ上のシートに接触して、シートを繰り出すと共に、給紙ローラーの最大外径は、第1のレジストローラーの最大外径よりも大きいことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 第1の係合部、第2の係合部および前記被係合部は、いずれも係合突起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。
- 給紙ローラーの両外側にそれぞれ設けられている第1のレジストローラー同士の離間距離は、給紙が想定されているシートの最小幅よりも短く設定されている
ことを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の画像形成装置。 - シートを給紙するのに伴いスキュー補正を実施するシート給紙装置であって、
駆動源と、
前記駆動源により回転駆動される給紙ローラーの周面を押圧部材で押圧して第1のニップ部を形成する給紙ローラー部と、
第1のレジストローラーを第2のレジストローラーで押圧して第2のニップ部を形成すると共に、前記給紙ローラー部との間にシートのループを形成するレジストローラー部と、
前記給紙ローラーの回転開始から所定時間遅れて第1のレジストローラーの回転が開始されるように、給紙ローラーの回転駆動を遅延させて第1のレジストローラーに伝達する駆動力伝達遅延手段と、
を備え、
前記給紙ローラーの回転軸方向から見たときに、給紙ローラーと第1のレジストローラーが少なくとも一部において重なり合う部分が生じるように配置され、かつ、前記回転軸方向において、前記給紙ローラーと第1のレジストローラーの位置が異なっていると共に、前記押圧部材と前記第2のレジストローラーは、前記回転軸方向から見たときに、重ならないように配置されており、
前記駆動力伝達遅延手段は、
給紙ローラーと前記第1のレジストローラーのうち一方のローラー側に、当該ローラーの軸を中心にして所定の中心角をなして設けられた第1と第2の係合部と、
給紙ローラーと前記第1のレジストローラーのうち他方のローラー側に設けられ、前記一方のローラーとの回転状態に応じて、第1および第2の係合部と選択的に係合する被係合部とを有し、
前記被係合部が第1の係合部と係合している第1の係合状態から、給紙ローラーの回転に連れて、被係合部が相対的に回転移動して、第2の係合部と係合する第2の係合状態に到った段階で、前記第1のレジストローラーが給紙ローラーと供回りするように構成されている
ことを特徴とするシート給紙装置。
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