JP5747841B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、供給トレイ内に載置されたシート材を搬送するピックアップローラと、当該ピックアップローラにシート材を付勢する圧板とを備えた画像形成装置に関する。

従来、ピックアップローラを上下動可能に支持するローラ支持機構と、ピックアップローラに向けて圧板を上昇させる上昇機構と、ピックアップローラの上下動に連動して動く連動部材と、駆動源から駆動力が伝達されて回転する駆動ギヤと、前記連動部材に係合し、当該連動部材の動きに応じて駆動ギヤから上昇機構への駆動力の伝達を許容または禁止する伝達状態切替機構とを備えた画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。この技術では、供給トレイ内のシート材が減っていってピックアップローラが下がると、この動きが連動部材を介して伝達状態切替機構に伝達されて、駆動ギヤから上昇機構への伝達状態が禁止状態から許容状態に切り替わる。

これにより、圧板が上昇し、この圧板によってピックアップローラがシート材を介して持ち上げられて初期位置に戻るので、初期位置に位置するピックアップローラによって再度シート材の搬送を良好に行うことが可能となっている。つまり、この技術では、シート材の減少を検知するセンサを設けることなく、機械的な構造によって、シート材の減少に応じてピックアップローラや圧板の位置を適正な位置に自動的に移動させることが可能となっている。

特開２００９−７１１８号公報

しかしながら、前述した技術では、伝達状態切替機構が、サンギヤ、リングギヤ、キャリアなどを有する遊星歯車機構や、複数のフックなどによって構成されているため、構造が複雑になるといった問題があった。

そこで、本発明は、伝達状態切替機構の構造を簡易化することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、装置本体に着脱可能に装着され、シート材が積載される供給トレイと、前記供給トレイに積載されたシート材の最上位の一枚に上方から当接するピックアップローラと、前記ピックアップローラを上下動可能に支持するローラ支持機構と、前記シート材の下方に設置され、シート供給時に前記シート材を持ち上げる圧板と、前記圧板を上昇させる上昇機構と、前記装置本体に設けられる駆動源と、前記駆動源から駆動力が伝達されて回転する駆動ギヤと、前記圧板を上昇させるための一方向にのみ回転可能に構成され、前記上昇機構に駆動力を伝達するワンウェイクラッチ機構と、前記ピックアップローラの上下動に連動して動く連動部材と、前記連動部材に係合し、当該連動部材の動きに応じて前記駆動ギヤから前記ワンウェイクラッチ機構への駆動力の伝達を許容または禁止する伝達状態切替機構と、を備える。
前記伝達状態切替機構は、外周の一部が前記駆動ギヤから駆動力が伝達されるギヤ歯部分として形成され、他部が前記駆動ギヤから駆動力が伝達されない欠歯部分として形成される第１欠歯ギヤと、外周の一部が前記ワンウェイクラッチ機構へ駆動力を伝達するギヤ歯部分として形成され、他部が前記ワンウェイクラッチ機構へ駆動力を伝達しない欠歯部分として形成される第２欠歯ギヤと、前記第１欠歯ギヤに連動して回転する係合部と、前記ピックアップローラの上方への移動に伴う前記連動部材の動きに連動して前記係合部に係合し、前記ピックアップローラの下方への移動に伴う前記連動部材の動きに連動して前記係合部から外れるロック部材と、少なくとも前記ロック部材が前記係合部に係合するときに、前記第１欠歯ギヤおよび前記第２欠歯ギヤに前記一方向に向かう付勢力を与える付勢力付与手段と、を備える。
そして、前記伝達状態切替機構は、前記ロック部材が前記係合部に係合するときに、前記第１欠歯ギヤおよび前記第２欠歯ギヤの各欠歯部分が前記第１欠歯ギヤの上流側の機構および前記第２欠歯ギヤの下流側の機構に対向し、前記ロック部材が前記係合部から外れたときに、前記付勢力付与手段によって前記第１欠歯ギヤおよび前記第２欠歯ギヤが回転して、前記第１欠歯ギヤのギヤ歯部分が前記上流側の機構に噛み合うように構成されている。

この構成によれば、従来のような遊星歯車機構や複数のロック部材を用いて伝達状態切替機構を構成する構造に比べ、伝達状態切替機構の構造を簡易化することができる。

また、前記した構成において、前記付勢力付与手段によって前記第１欠歯ギヤおよび前記第２欠歯ギヤが回転するときに、前記第２欠歯ギヤのギヤ歯部分が前記下流側の機構に噛み合う前に、前記第１欠歯ギヤのギヤ歯部分が前記上流側の機構に噛み合うように構成されるのが望ましい。

これによれば、噛み合いのタイミングを逆にする場合に比べ、付勢力付与手段の付勢力を弱く設定することができる。

また、前記した構成において、前記付勢力付与手段は、前記第１欠歯ギヤに連動して回転するカム部と、前記カム部を前記一方向に付勢し、当該カム部によって当該一方向とは逆方向に押されて初期状態に戻される付勢部材と、で構成することができる。

また、前記した構成において、前記第１欠歯ギヤ、前記第２欠歯ギヤ、前記係合部および前記カム部は一体に構成されているのが望ましい。

これによれば、部品点数を削減することができるとともに、各欠歯部分、係合部およびカム部の位相を管理しやすいので、伝達状態切替機構を確実に作動させることができる。

また、前記した構成において、前記ワンウェイクラッチ機構は、前記装置本体または前記供給トレイに一端が固定されるコイルバネと、前記第２欠歯ギヤから駆動力が伝達されるクラッチ側ギヤと、前記クラッチ側ギヤに設けられ、前記コイルバネの内周面または外周面に摩擦係合する摩擦係合部と、を備え、前記コイルバネと前記摩擦係合部との摩擦係合により、前記クラッチ側ギヤが前記一方向にのみ回転可能となっているのが望ましい。

これによれば、ワンウェイクラッチ機構を簡易な構成とすることができる。

本発明によれば、伝達状態切替機構の構造を簡易化することができる。

本発明の実施形態に係るレーザプリンタの側断面図である。 上昇機構を示す斜視図である。 駆動力供給機構を示す斜視図である。 給紙ローラと用紙および圧板の動作を説明する図であり、（ａ）は給紙トレイ装着時、（ｂ）は給紙開始時を示す。 ワンウェイクラッチ機構を分解して示す斜視図である。 給紙トレイを装置本体に装着した状態における上昇機構と駆動力供給機構を示す側面図である。 伝達状態切替機構の動作を説明する図であり、（ａ）はロックアームが係合部に係合した状態、（ｂ）はロックアームが係合部から外れた状態、（ｃ）は第１欠歯ギヤが駆動ギヤに噛み合った状態、（ｄ）は第２欠歯ギヤがクラッチ側ギヤに噛み合った状態を示す。 付勢力付与手段の変形例を示す図（ａ），（ｂ）である。 第１欠歯ギヤや第２欠歯ギヤを別部品とする形態を示す図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、まず、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの全体構成を簡単に説明した後、本発明の特徴部分を詳細に説明することとする。

以下の説明において、方向は、レーザプリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、図面に向かって右側を「前側」、図面に向かって左側を「後側」とし、図面に向かって手前側を「左側」、図面に向かって奥側を「右側」とする。また、図面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

図１に示すように、レーザプリンタ１は、装置本体２と、シート材の一例としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。

装置本体２の前側には、開閉可能なフロントカバー２ａが設けられており、フロントカバー２ａを開いたときにできる開口から、後述するプロセスカートリッジ３０が着脱可能となっている。

フィーダ部４は、用紙３が積載される供給トレイの一例としての給紙トレイ１１と、給紙時に用紙３を持ち上げるための圧板５１と、圧板５１を下側から持ち上げるためのリフト板５２とを備えている。
給紙トレイ１１は、装置本体２内の底部に着脱可能に装着されている。

圧板５１は、給紙トレイ１１の下部において用紙３の下方に設置され、前方が持ち上がるように給紙トレイ１１に揺動可能に設けられている。
リフト板５２は、圧板５１の下方に設置され、装置本体２からの駆動力により回動駆動力が与えられて後端５３周りに回動して圧板５１を持ち上げるようになっている。

また、給紙トレイ１１の前方の上方には給紙トレイ１１に積載された用紙３の最上位の一枚に上方から当接するピックアップローラ６１が配置され、その前方には分離ローラ６２が配置されている。分離ローラ６２は、給紙トレイ１１に取り付けられた分離パッド１２に対向して配置されている。

分離ローラ６２のさらに前方には、紙粉取りローラ１３と対向ローラ１４が互いに対向して配置されている。用紙３は、この２つのローラの間を通った後、搬送経路１９に倣って後方へ方向を転換されるようになっている。さらに、搬送経路１９の後方（ピックアップローラ６１の上方）には、レジストローラ１５が配置されている。

そして、このように構成されるフィーダ部４では、給紙トレイ１１内の用紙３が、リフト板５２および圧板５１によって持ち上げられ、ピックアップローラ６１によって最上位の用紙３が分離ローラ６２側に送られ、ピックアップローラ６１および分離パッド１２の摩擦によって最上位の用紙３のみが対向ローラ１４側に送り出されて一枚ずつ画像形成部５に搬送される。

画像形成部５は、スキャナ部２０、プロセスカートリッジ３０、定着部４０などを備えている。

スキャナ部２０は、装置本体２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）、回転駆動されるポリゴンミラー２１、レンズ２２，２３、反射鏡２４，２５などを備えている。そして、スキャナ部２０では、レーザビームが図の鎖線で示す経路を通って、プロセスカートリッジ３０内にある感光ドラム３２の表面上に高速走査にて照射される。

プロセスカートリッジ３０は、スキャナ部２０の下方に配設され、装置本体２に対して着脱可能となっている。このプロセスカートリッジ３０は、感光ドラム３２を支持した感光体カートリッジ３０Ａと、この感光体カートリッジ３０Ａに着脱可能であり、内部に現像剤としてのトナーＴを収容した現像カートリッジ３０Ｂとからなる。

感光体カートリッジ３０Ａは、外枠を構成する感光体ケース３１内に、感光ドラム３２、スコロトロン型帯電器３３および転写ローラ３４が設けられている。

現像カートリッジ３０Ｂは、感光体カートリッジ３０Ａに対して着脱可能となっており、トナーＴを収容する現像剤ケース３５に、現像ローラ３６、層厚規制ブレードＢ、供給ローラ３８およびアジテータ３９を備えている。

このプロセスカートリッジ３０では、現像剤ケース３５内のトナーＴが、供給ローラ３８により現像ローラ３６に供給され、このとき、供給ローラ３８と現像ローラ３６との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ３６上に供給されたトナーＴは、現像ローラ３６の回転に伴って、層厚規制ブレードＢと現像ローラ３６との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ３６上に担持される。

一方、感光ドラム３２の表面は、スコロトロン型帯電器３３により一様に正帯電された後、スキャナ部２０からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。次いで、現像ローラ３６の回転により、現像ローラ３６上に担持されているトナーＴが、感光ドラム３２上の静電潜像に供給されることで、感光ドラム３２上にトナー像が形成される。

その後、感光ドラム３２と転写ローラ３４との間で用紙３が搬送される際に、感光ドラム３２上で担持されたトナー像が用紙３に転写され、用紙３に画像が形成される。

定着部４０は、プロセスカートリッジ３０の下流側に配設され、加熱ローラ４１と、この加熱ローラ４１に対向して配置される加圧ローラ４２を備えている。そして、この定着部４０では、用紙３上に転写されたトナーＴを、用紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させ、その後、その用紙３を、排紙パス４４に搬送するようにしている。排紙パス４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙される。

＜フィーダ部の詳細構成＞
次に、フィーダ部４の詳細構成について説明する。
図２および図３に示すように、フィーダ部４は、前述した圧板５１を上昇させる上昇機構５０と、この上昇機構５０に駆動力を供給するための駆動力供給機構１００とを備えている。

ここで、各図面においては、便宜上、ギヤのギヤ歯部分を省略して示す場合がある。なお、省略して示す場合には、ギヤをピッチ円で図示することとする。

上昇機構５０は、前述したリフト板５２と、給紙トレイ１１に回転可能に設けられるリフトギヤ５４、減速ギヤ５５および入力ギヤ５６とを備えている。

リフトギヤ５４は、扇型に形成されており、その外周面にギヤ歯が形成されるとともに、その下端（周方向における端部）には、リフト板５２の端部が固定されている。リフトギヤ５４の中心は、リフト板５２の後端５３と一致、すなわち、リフト板５２の回動中心と一致している。

減速ギヤ５５は、入力ギヤ５６からの駆動力（回転速度）を減速してリフトギヤ５４に伝達するギヤであり、大径ギヤ部と、当該大径ギヤ部と同軸に設けられ、当該大径ギヤ部よりも小径となる小径ギヤ部とを一体に有している。減速ギヤ５５は、リフトギヤ５４の後斜め上方に配置され、その小径ギヤ部がリフトギヤ５４に噛み合い、その大径ギヤ部が入力ギヤ５６に噛み合っている。

入力ギヤ５６は、減速ギヤ５５の後斜め下方（リフトギヤ５４の後方）に配置されており、後述する駆動力供給機構１００からの駆動力が入力されるようになっている。詳しくは、給紙トレイ１１を装置本体２に装着したときに、入力ギヤ５６が、装置本体２に設けられる駆動力供給機構１００（後述するクラッチ側ギヤ８１の小径ギヤ部８１Ｂ：図３，６参照）に噛み合うようになっている。

図３および図４に示すように、駆動力供給機構１００は、装置本体２に設けられており、主に、駆動源の一例としてのモータ１１０と、ピックアップローラ組立体６０と、連動部材の一例としてのリフトアーム７１と、ワンウェイクラッチ機構８０と、伝達状態切替機構９０とを備えている。

ピックアップローラ組立体６０は、ピックアップローラ６１を上下動可能に支持するローラ支持機構の一例であり、ホルダ６５、ピックアップローラ６１、分離ローラ６２およびアイドルギヤ６３を備えて構成されている。

ピックアップローラ６１は、分離ローラシャフト６２Ｂから径方向に離れた位置でホルダ６５に回転可能に支持されている。また、分離ローラ６２もホルダ６５に回転可能に軸支されている。逆の見方をすれば、ホルダ６５は、分離ローラ６２に揺動可能に支持されている。そして、ピックアップローラ６１は、揺動軸から離れた位置でホルダ６５に支持されている。

また、アイドルギヤ６３も、ホルダ６５に回転可能に支持されている。ピックアップローラ６１には、ピックアップローラギヤ６１Ａが、ピックアップローラ６１と同軸かつ一体に構成されている。分離ローラ６２にも、分離ローラギヤ６２Ａが分離ローラ６２と同軸かつ一体に構成されている。そして、ピックアップローラギヤ６１Ａと分離ローラギヤ６２Ａは、それぞれアイドルギヤ６３と噛合している。また、ホルダ６５の後部には、後方に突出する突部６５Ａが形成されている。

アイドルギヤ６３とホルダ６５との間には、図示せぬ公知の波ワッシャ（特開２００６−１７６３２１号公報参照）が配置されており、この波ワッシャがアイドルギヤ６３とホルダ６５との間で突っ張ることで、アイドルギヤ６３がホルダ６５に対して回転するときに摩擦力が発生するようになっている。この波ワッシャが発生する摩擦力により、後に詳述するように分離ローラシャフト６２Ｂの回転時にその回転方向にホルダ６５が回転し、この回転力がピックアップローラ６１を下方、すなわち給紙位置にある用紙３へ向けて所定の押圧力で押し付ける力を発生する。

また、分離ローラシャフト６２Ｂは、装置本体２に回転可能に設けられ、ホルダ６５を貫通して分離ローラギヤ６２Ａに係合している。分離ローラシャフト６２Ｂの回転は、分離ローラ６２に伝えられるとともに、分離ローラギヤ６２Ａ、アイドルギヤ６３およびピックアップローラギヤ６１Ａの順に伝わってピックアップローラ６１を回転させる。

分離ローラシャフト６２Ｂの左端には、分離ローラ駆動ギヤ６２Ｃが設けられている。分離ローラ駆動ギヤ６２Ｃには、モータ１１０からの駆動力が公知の駆動力伝達切替機構（例えば、特開２００６−１７６３２１号公報）を介して伝達されており、これにより、ピックアップローラ６１や分離ローラ６２が給紙するタイミングにおいてのみ回転されるようになっている。

ピックアップローラ組立体６０は、分離ローラシャフト６２Ｂの軸周りに揺動可能であり、給紙トレイ１１を装置本体２に装着したときには、図４（ａ）に示すように、積層された用紙３の最上面から離間している。そして、前述した上昇機構５０によって圧板５１を介して用紙３が持ち上げられると、ピックアップローラ６１は用紙３に押し上げられ、ピックアップローラ６１が所定の高さまで持ち上げられたときに、上昇機構５０による圧板５１の上昇動作が止まるようになっている。

また、用紙３が数枚〜十数枚使用されてピックアップローラ６１の位置が下がると、再度圧板５１が上昇し、ピックアップローラ６１が所定の高さになるまで用紙３を持ち上げるようになっている。すなわち、ピックアップローラ６１は、用紙３の最上面の高さ位置のセンサとしての役割を果たしている。このような動作を、本実施形態の画像形成装置においては、機械的な構成により実現している。

リフトアーム７１は、その略中央の支点７１Ａにおいて装置本体２に揺動可能に支持されている。リフトアーム７１の右端には、係合孔７１Ｂが形成され、前記したホルダ６５の突部６５Ａと係合している。これにより、リフトアーム７１は、ピックアップローラ６１の上下動に連動して動くようになっている。そして、このようにピックアップローラ６１の上下動に連動するリフトアーム７１の左端７１Ｃは、伝達状態切替機構９０に係合している。

ワンウェイクラッチ機構８０は、前述した上昇機構５０に駆動力を伝達する機構であり、圧板５１を上昇させるための一方向（図示時計回り方向）にのみ回転可能に構成されている。具体的には、図５に示すように、ワンウェイクラッチ機構８０は、クラッチ側ギヤ８１と、コイルバネ８２と、支持軸部８３とを備えている。

クラッチ側ギヤ８１は、装置本体２に回転可能に設けられており、主に、大径ギヤ部８１Ａと、小径ギヤ部８１Ｂと、摩擦係合部８１Ｃとを有している。大径ギヤ部８１Ａは、小径ギヤ部８１Ｂおよび摩擦係合部８１Ｃよりも大径となるように形成されており、その外周面に形成されるギヤ歯には、後述する伝達状態切替機構９０（詳しくは第２欠歯ギヤ９２Ｃ）が状況に応じて噛み合うようになっており、このように噛み合った状態において伝達状態切替機構９０から駆動力が伝達されるようになっている。

小径ギヤ部８１Ｂは、大径ギヤ部８１Ａと同軸に配置され、当該大径ギヤ部８１Ａの左右方向内側の端面に一体に形成されている。そして、この小径ギヤ部８１Ｂは、前述した上昇機構５０の入力ギヤ５６と噛み合うようになっている。

摩擦係合部８１Ｃは、大径ギヤ部８１Ａと同軸に配置された円柱状の部位であり、当該大径ギヤ部８１Ａの左右方向外側の端面に一体に形成されている。摩擦係合部８１Ｃは、コイルバネ８２の内周面と略同じ径となるように形成され、コイルバネ８２の内周面に摩擦係合するように構成されている。

コイルバネ８２は、摩擦係合部８１Ｃに外側から嵌合するように設けられるとともに、その左右方向外側の端部８２Ａが、支持軸部８３に形成された係合溝８３Ａに係合することによって装置本体２に固定されている。支持軸部８３は、装置本体２に形成されており、コイルバネ８２の内周面よりも小さな径で形成されている。

このように構成されるワンウェイクラッチ機構８０では、クラッチ側ギヤ８１を図示時計回り方向に回転させるときには、摩擦係合部８１Ｃがコイルバネ８２を緩める方向に回転するので、摩擦係合部８１Ｃとコイルバネ８２との摩擦が小さくなって、クラッチ側ギヤ８１が回転する。また、クラッチ側ギヤ８１を図示反時計回り方向に回転させるときには、摩擦係合部８１Ｃがコイルバネ８２を巻き締める方向に回転するので、摩擦係合部８１Ｃとコイルバネ８２との摩擦が大きくなって、クラッチ側ギヤ８１の回転が禁止される。

このようにコイルバネ８２と摩擦係合部８１Ｃとの摩擦係合により、クラッチ側ギヤ８１が一方向（圧板５１を上昇させる方向）にのみ回転可能となっているので、圧板５１が用紙３の重さによって下がってしまうのをワンウェイクラッチ機構８０によって抑えることが可能となっている。

図３および図６に示すように、伝達状態切替機構９０は、モータ１１０から駆動力が伝達されて回転する駆動ギヤ１２０と、ワンウェイクラッチ機構８０との間に配置されており、駆動ギヤ１２０からワンウェイクラッチ機構８０への駆動力の伝達を許容または禁止するように構成されている。具体的に、伝達状態切替機構９０は、駆動力の伝達の切替をリフトアーム７１の動きに応じて行うために、主に、ロック部材の一例としてのロックアーム９１と、二段欠歯ギヤ９２と、付勢部材の一例としての板バネ９３とを備えている。

ロックアーム９１は、前後方向に延びる長尺状の部材であり、前端部には、装置本体２に回動可能に支持される回動軸９１Ａが形成され、後端部には、下方に突出して後述する係合部９２Ｂに係合する爪部９１Ｂが形成されている。ロックアーム９１の下側には、リフトアーム７１の左端７１Ｃが配置されており、当該左端７１Ｃがロックアーム９１に対して下側から係合可能となっている。

これにより、ロックアーム９１の爪部９１Ｂは、ピックアップローラ６１の下方への移動に伴うリフトアーム７１の動き（図３における反時計回り方向への回動）に連動して上方に揺動して、係合部９２Ｂから外れるようになっている。また、ロックアーム９１の爪部９１Ｂは、ピックアップローラ６１の上方への移動に伴うリフトアーム７１の動き（図３における時計回り方向への回動）に連動して下方に揺動して、係合部９２Ｂに係合するようになっている。

これにより、後述するように圧板５１の上昇によりピックアップローラ６１を押し上げていく場合には、リフトアーム７１が図示時計回りに回動して左端７１Ｃが下がることで、ロックアーム９１の爪部９１Ｂが下方に揺動して係合部９２Ｂに係合する（圧板５１への駆動力が切れる）ようになっている。

また、ピックアップローラ６１が下方に移動する際には、リフトアーム７１が図示反時計回りに回動して左端７１Ｃが徐々に上がっていくことで、ロックアーム９１の爪部９１Ｂと係合部９２Ｂとの噛み合い量が徐々に小さくなっていく。そして、ピックアップローラ６１が最も下方の位置付近まで移動してきたときにロックアーム９１の爪部９１Ｂが係合部９２Ｂから外れるようになっている。これにより、後述するように用紙３が所定枚数使用されるまでの間は、ロックアーム９１の爪部９１Ｂが係合部９２Ｂに係合した状態（圧板５１への駆動力が切れた状態）に維持され、用紙３が所定枚数使用されてピックアップローラ６１が最も下方の位置付近まで移動してきたときにロックアーム９１の爪部９１Ｂが係合部９２Ｂから外れる（圧板５１に駆動力が伝達される）ようになっている。

二段欠歯ギヤ９２は、装置本体２に回動可能に支持されており、主に、第１欠歯ギヤ９２Ａと、係合部９２Ｂと、第２欠歯ギヤ９２Ｃと、カム部９２Ｄとを一体に備えている。

第１欠歯ギヤ９２Ａは、外周の一部が駆動ギヤ１２０から駆動力が伝達されるギヤ歯部分として形成され、他部が駆動ギヤ１２０から駆動力が伝達されない欠歯部分として形成されており、駆動ギヤ１２０に径方向で隣接して配置されている。

係合部９２Ｂは、ロックアーム９１の爪部９１Ｂが係合する部分であり、第１欠歯ギヤ９２Ａの左右方向外側の端面に設けられた小径部９２Ｅの外周面から径方向に突出するように形成されることで、第１欠歯ギヤ９２Ａに連動して回転するようになっている。なお、小径部９２Ｅは、第１欠歯ギヤ９２Ａと同軸で、かつ、当該第１欠歯ギヤ９２Ａよりも小径となるように、当該第１欠歯ギヤ９２Ａの左右方向外側の端面に一体に形成されている。

第２欠歯ギヤ９２Ｃは、小径部９２Ｅと同軸で、かつ、当該小径部９２Ｅよりも小径となるように、当該小径部９２Ｅの左右方向外側の端面に一体に形成されている。第２欠歯ギヤ９２Ｃは、外周の一部がワンウェイクラッチ機構８０へ駆動力を伝達するギヤ歯部分として形成され、他部がワンウェイクラッチ機構８０へ駆動力を伝達しない欠歯部分として形成されており、クラッチ側ギヤ８１の大径ギヤ部８１Ａに径方向で隣接して配置されている。

そして、前述した第１欠歯ギヤ９２Ａおよび第２欠歯ギヤ９２Ｃの各欠歯部分は、ロックアーム９１の爪部９１Ｂが係合部９２Ｂに係合するときに、駆動ギヤ１２０およびクラッチ側ギヤ８１の大径ギヤ部８１Ａ（駆動力の伝達方向における二段欠歯ギヤ９２の上流側の機構および下流側の機構）に対向するように構成されている。これにより、ロックアーム９１の爪部９１Ｂが係合部９２Ｂに係合するときには、駆動ギヤ１２０からクラッチ側ギヤ８１（上昇機構５０）への駆動力の伝達が禁止されるようになっている。

カム部９２Ｄは、第２欠歯ギヤ９２Ｃの左右方向外側の端面に一体に形成されており、第１欠歯ギヤ９２Ａに連動して回転するようになっている。カム部９２Ｄは、二段欠歯ギヤ９２の回転中心から径方向外側に延びるにつれて徐々に幅狭となるような略卵型のカムとして形成されている。

板バネ９３は、少なくともロックアーム９１の爪部９１Ｂが係合部９２Ｂに係合するときに、上端部でカム部９２Ｄの先細となる先端部を後方に付勢するように、カム部９２Ｄと装置本体２との間で撓んだ状態で、その下端部が装置本体２に固定されている。つまり、本実施形態では、板バネ９３と、カム部９２Ｄとによって、第１欠歯ギヤ９２Ａおよび第２欠歯ギヤ９２Ｃに図示反時計回り方向（圧板５１を上昇させるための一方向）に向かう付勢力を与える付勢力付与手段が構成されている。

そして、このような板バネ９３およびカム部９２Ｄを設けることによって、図７（ａ），（ｂ）に示すように、ロックアーム９１の爪部９１Ｂが係合部９２Ｂから外れたときに、図７（ｃ）に示すように、板バネ９３がカム部９２Ｄの先端部を後方に押すので、二段欠歯ギヤ９２が回動して第１欠歯ギヤ９２Ａが駆動ギヤ１２０に噛み合うようになっている（白抜きの矢印参照）。これにより、駆動ギヤ１２０からの駆動力が二段欠歯ギヤ９２に伝達されて、当該二段欠歯ギヤ９２が回動するようになっている。

なお、このように第１欠歯ギヤ９２Ａが駆動ギヤ１２０に噛み合った時点（図７（ｃ）の状態）においては、まだ、第２欠歯ギヤ９２Ｃはクラッチ側ギヤ８１の大径ギヤ部８１Ａには噛み合っていない。すなわち、板バネ９３がカム部９２Ｄを押すことによって二段欠歯ギヤ９２が回転するときにおいて、第２欠歯ギヤ９２Ｃのギヤ歯部分がクラッチ側ギヤ８１の大径ギヤ部８１Ａに噛み合う前に、第１欠歯ギヤ９２Ａのギヤ歯部分が駆動ギヤ１２０に噛み合うように構成されている。

これにより、噛み合いのタイミングを逆にする場合に比べ、板バネ９３の付勢力を弱く設定することが可能となっている。

そして、駆動ギヤ１２０からの駆動力によって二段欠歯ギヤ９２が所定量回動すると、図７（ｄ）に示すように、第２欠歯ギヤ９２Ｃがクラッチ側ギヤ８１の大径ギヤ部８１Ａに噛み合うようになっている（白抜きの矢印参照）。これにより、駆動ギヤ１２０からの駆動力が、二段欠歯ギヤ９２およびクラッチ側ギヤ８１を介して上昇機構５０（図６参照）に伝達されるようになっている。

その後は、第１欠歯ギヤ９２Ａが駆動ギヤ１２０から外れるまで（欠歯部分が駆動ギヤ１２０に対向するまで）の間、各ギヤ１２０，９２，８１が連動して回動する。また、この際、カム部９２Ｄは、図７（ｄ）の向きから図７（ａ）に示す初期の向きまで回動することで、板バネ９３を前方に押して初期状態（付勢力が蓄えられた状態）に戻す。

そのため、二段欠歯ギヤ９２が初期位置から１回転したときに、ロックアーム９１の爪部９１Ｂが係合部９２Ｂから外れたままの状態であると、再び板バネ９３の付勢力をきっかけにして二段欠歯ギヤ９２が回動し、駆動ギヤ１２０から上昇機構５０への駆動力の伝達が再び行われる。すなわち、ロックアーム９１の爪部９１Ｂが係合部９２Ｂから外れているときには、駆動ギヤ１２０から上昇機構５０への駆動力の伝達が許容される（詳しくは、駆動力が断続的に供給される）ようになっている。

以上のように構成されたレーザプリンタ１の動作について、本発明の特徴部分を中心に説明する。
図６に示すように、装置本体２に給紙トレイ１１を装着すると、上昇機構５０の入力ギヤ５６とクラッチ側ギヤ８１（図３に示す小径ギヤ部８１Ｂ）が噛み合う。この際、図４（ａ）に示すように、圧板５１は、給紙トレイ１１の底面に伏せた状態になっている。そして、積載された用紙３の最上面は、最も下方に位置するピックアップローラ６１から離間している。

図４（ａ）の状態においては、リフトアーム７１は、ピックアップローラ６１側（右側）が下がっているので、左側は上がっている。そのため、図７（ｂ）に示すように、リフトアーム７１の左端７１Ｃによってロックアーム９１が上がり、爪部９１Ｂが係合部９２Ｂから外れた状態になっている。

これにより、レーザプリンタ１の電源を入れてモータ１１０を駆動させると、図７（ｂ）〜（ｄ）の動作が繰り返されて、圧板５１が上昇する。そして、図４（ｂ）に示すように、圧板５１が用紙３を介してピックアップローラ６１を持ち上げると、ピックアップローラ６１の給紙位置への移動に連動してリフトアーム７１が揺動して、図７（ａ）に示すように、リフトアーム７１の左端７１Ｃとともにロックアーム９１が下がって、爪部９１Ｂが係合部９２Ｂに係合する。

これにより、駆動ギヤ１２０からクラッチ側ギヤ８１への駆動力の伝達が切れるとともに、圧板５１とピックアップローラ６１が給紙をすることができる状態になる。この際、ワンウェイクラッチ機構８０の作用によって、圧板５１が下がることが抑えられるので、圧板５１は適正な位置に維持される。

また、ピックアップローラ６１による給紙によって、圧板５１上の用紙３が徐々に減っていくと、この用紙３の減少に応じてピックアップローラ６１も徐々に下がっていき、これに連動してリフトアーム７１の左端７１Ｃとロックアーム９１の爪部９１Ｂが徐々に上昇し、爪部９１Ｂと係合部９２Ｂの噛み合い量が徐々に減っていく。そして、ピックアップローラ６１が再び最下方の位置まで移動すると、爪部９１Ｂが係合部９２Ｂから外れて、駆動ギヤ１２０からクラッチ側ギヤ８１への駆動力が伝達され、前述した動作が繰り返される。

なお、給紙トレイ１１を装置本体２から外した場合には、入力ギヤ５６がクラッチ側ギヤ８１（ワンウェイクラッチ機構８０）から外れるので、入力ギヤ５６がフリーになって、圧板５１が自重によって下がり、給紙トレイ１１の底面に伏せた状態に戻る。

以上、本実施形態によれば、前述した効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
伝達状態切替機構９０を、１つのロックアーム９１と、二段欠歯ギヤ９２と、板バネ９３とで構成したので、従来のような伝達状態切替機構を遊星歯車機構や複数のロック部材を用いて構成する構造に比べ、構造を簡易化することができる。

第１欠歯ギヤ９２Ａ、係合部９２Ｂ、第２欠歯ギヤ９２Ｃおよびカム部９２Ｄを一体に構成したので、部品点数を削減することができるとともに、各欠歯部分、係合部９２Ｂおよびカム部９２Ｄの位相を管理しやすいので、伝達状態切替機構９０を確実に作動させることができる。

ワンウェイクラッチ機構８０を、クラッチ側ギヤ８１（摩擦係合部８１Ｃ）と、コイルバネ８２と、支持軸部８３とで構成したので、他のワンウェイクラッチ機構に比べ、簡易な構成とすることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。以下の説明においては、前記実施形態と略同様の構造となる部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。

前記実施形態では、付勢力付与手段を板バネ９３とカム部９２Ｄとで構成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図８（ａ）に示すように、錘部材２００を付勢力付与手段としてもよい。

具体的に、この構造では、前記実施形態における板バネ９３およびカム部９２Ｄの代わりに、錘部材２００を二段欠歯ギヤ９２に設けている。より詳しくは、ロックアーム９１の爪部９１Ｂが係合部９２Ｂに係合した状態において、二段欠歯ギヤ９２に図示反時計回り方向の力が加わるように、二段欠歯ギヤ９２の回転軸よりも後側に錘部材２００が設けられている。この場合にも、錘部材２００の自重によって、二段欠歯ギヤ９２に付勢力を加えることができる。

また、図８（ｂ）に示すように、二段欠歯ギヤ９２に固定したトーションバネ２１０と、装置本体２に設けられる係合壁２２０を、付勢力付与手段としてもよい。具体的に、この構造では、前記実施形態における板バネ９３およびカム部９２Ｄの代わりに、トーションバネ２１０および係合壁２２０を設けている。

トーションバネ２１０は、一端が二段欠歯ギヤ９２に固定されて当該二段欠歯ギヤ９２と一体に回転可能となっており、ロックアーム９１の爪部９１Ｂが係合部９２Ｂに係合した状態において、他端が係合壁２２０に係合することで、二段欠歯ギヤ９２と係合壁２２０との間で縮められている。この場合にも、トーションバネ２１０から二段欠歯ギヤ９２に対して図示反時計回り方向への付勢力を加えることができる。

前記実施形態では、第１欠歯ギヤ９２Ａ、係合部９２Ｂ、第２欠歯ギヤ９２Ｃおよびカム部９２Ｄを一体に構成したが、本発明はこれに限定されず、これらを適宜別部品として構成してもよい。例えば、図９に示すように、第１欠歯ギヤ９２Ａおよび第２欠歯ギヤ９２Ｃをそれぞれ１つのギヤとして構成するとともに、これらの間に、係合部９２Ｂおよびカム部９２Ｄを有する中間ギヤ９２Ｆを設けてもよい。この場合であっても、前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

前記実施形態では、ロック部材として揺動するロックアーム９１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば直線方向に移動するロック部材であってもよい。

前記実施形態では、ワンウェイクラッチ機構８０を装置本体２に設けたが、本発明はこれに限定されず、ワンウェイクラッチ機構を給紙トレイに設けてもよい。また、前記実施形態では、摩擦係合部８１Ｃの外周面にコイルバネ８２の外周面を摩擦係合させたが、本発明はこれに限定されず、円筒状の摩擦係合部の内周面にコイルバネの外周面を摩擦係合させてもよい。

前記実施形態では、シート材の一例として、厚紙、はがき、薄紙などの用紙３を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。

前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

前記実施形態では、付勢部材として板バネ９３を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばトーションバネや線バネなどであってもよい。

前記実施形態では、第２欠歯ギヤのギヤ歯部分が下流側の機構に噛み合う前に、第１欠歯ギヤのギヤ歯部分が上流側の機構に噛み合うように構成したが、本発明はこれに限定されず、第１欠歯ギヤのギヤ歯部分が上流側の機構に噛み合う前に、第２欠歯ギヤのギヤ歯部分が下流側の機構に噛み合うように構成してもよい。この場合、付勢力付与手段の付勢力を強くすることで、第２欠歯ギヤのギヤ歯部分が下流側の機構に噛み合った後も、付勢力付与手段によって第１欠歯ギヤおよび第２欠歯ギヤを回転させ、その後、第１欠歯ギヤのギヤ歯部分が上流側の機構に噛み合うようになっていればよい。また、噛み合うタイミングは、同時であってもよい。

１ レーザプリンタ
２ 装置本体
３ 用紙
１１ 給紙トレイ
５０ 上昇機構
５１ 圧板
５２ リフト板
５４ リフトギヤ
５５ 減速ギヤ
５６ 入力ギヤ
６０ ピックアップローラ組立体
６１ ピックアップローラ
７１ リフトアーム
８０ ワンウェイクラッチ機構
９０ 伝達状態切替機構
９１ ロックアーム
９２Ａ 第１欠歯ギヤ
９２Ｂ 係合部
９２Ｃ 第２欠歯ギヤ
１１０ モータ
１２０ 駆動ギヤ

Claims (5)

1. 装置本体に着脱可能に装着され、シート材が積載される供給トレイと、
   前記供給トレイに積載されたシート材の最上位の一枚に上方から当接するピックアップローラと、
   前記ピックアップローラを上下動可能に支持するローラ支持機構と、
   前記シート材の下方に設置され、シート供給時に前記シート材を持ち上げる圧板と、
   前記圧板を上昇させる上昇機構と、
   前記装置本体に設けられる駆動源と、
   前記駆動源から駆動力が伝達されて回転する駆動ギヤと、
   前記圧板を上昇させるための一方向にのみ回転可能に構成され、前記上昇機構に駆動力を伝達するワンウェイクラッチ機構と、
   前記ピックアップローラの上下動に連動して動く連動部材と、
   前記連動部材に係合し、当該連動部材の動きに応じて前記駆動ギヤから前記ワンウェイクラッチ機構への駆動力の伝達を許容または禁止する伝達状態切替機構と、を備え、
   前記伝達状態切替機構は、
   外周の一部が前記駆動ギヤから駆動力が伝達されるギヤ歯部分として形成され、他部が前記駆動ギヤから駆動力が伝達されない欠歯部分として形成される第１欠歯ギヤと、
   外周の一部が前記ワンウェイクラッチ機構へ駆動力を伝達するギヤ歯部分として形成され、他部が前記ワンウェイクラッチ機構へ駆動力を伝達しない欠歯部分として形成される第２欠歯ギヤと、
   前記第１欠歯ギヤに連動して回転する係合部と、
   前記ピックアップローラの上方への移動に伴う前記連動部材の動きに連動して前記係合部に係合し、前記ピックアップローラの下方への移動に伴う前記連動部材の動きに連動して前記係合部から外れるロック部材と、
   少なくとも前記ロック部材が前記係合部に係合するときに、前記第１欠歯ギヤおよび前記第２欠歯ギヤに前記一方向に向かう付勢力を与える付勢力付与手段と、を備え、
   前記ロック部材が前記係合部に係合するときに、前記第１欠歯ギヤおよび前記第２欠歯ギヤの各欠歯部分が前記第１欠歯ギヤの上流側の機構および前記第２欠歯ギヤの下流側の機構に対向し、
   前記ロック部材が前記係合部から外れたときに、前記第１欠歯ギヤは、前記付勢力付与手段の付勢力によって回転して、前記第１欠歯ギヤのギヤ歯部分が前記上流側の機構に噛み合い、前記第２欠歯ギヤは、前記付勢力付与手段の付勢力または前記上流側の機構に噛み合った前記第１欠歯ギヤから伝達される駆動力によって回転して、前記第２欠歯ギヤの前記ギヤ歯部分が前記下流側の機構に噛み合うように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記付勢力付与手段によって前記第１欠歯ギヤおよび前記第２欠歯ギヤが回転するときに、前記第２欠歯ギヤのギヤ歯部分が前記下流側の機構に噛み合う前に、前記第１欠歯ギヤのギヤ歯部分が前記上流側の機構に噛み合うように構成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。
3. 前記付勢力付与手段は、
   前記第１欠歯ギヤに連動して回転するカム部と、
   前記カム部を前記一方向に付勢し、当該カム部によって当該一方向とは逆方向に押されて初期状態に戻される付勢部材と、で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１欠歯ギヤ、前記第２欠歯ギヤ、前記係合部および前記カム部が一体に構成され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。
5. 前記ワンウェイクラッチ機構は、
   前記装置本体または前記供給トレイに一端が固定されるコイルバネと、
   前記第２欠歯ギヤから駆動力が伝達されるクラッチ側ギヤと、
   前記クラッチ側ギヤに設けられ、前記コイルバネの内周面または外周面に摩擦係合する摩擦係合部と、を備え、
   前記コイルバネと前記摩擦係合部との摩擦係合により、前記クラッチ側ギヤが前記一方向にのみ回転可能となっていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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