JP5979922B2 - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シート給送装置、及び、シート給送装置を備える画像形成装置に関する。
従来、シートに画像を形成する画像形成装置では、シートを積載した積載板を昇降させて、最上位のシートを給送ローラに当接させてシートの給送をするシート給送装置が設けられている。このようなシート給送装置では、1回の給送動作を行う毎に、積載板を積載板を給送ローラと共に回転するカムにより昇降させて、積載板に積載されているシートを給送ローラに付勢した位置と離間した位置との間で移動させる構成がある。
こうした構成によると、積載板に積載されているシートが満載の場合と積載板に積載されているシートが小数枚(以下、少載という。)の場合とで、シートが給送ローラに当接するタイミングが変わってしまい、シートの給送紙間のばらつきが生じることがあった。これは、シートの積載枚数により、カムが積載板を下降させたときの積載板上に積載されている最上位のシートと給送ローラとの間隔が異なるためである。そして、積載板上のシートの積載枚数が少ないほど最上位のシートと給送ローラとの間隔が広がって、シートが給送ローラに当接するタイミングが遅くなり、シートの給送紙間が広がる。
そこで、特許文献1には、給送紙間のばらつきを少なくするため、シートが当接しても給送が行われない低摩擦係数部が設けられた給送ローラを有するシート給送装置が記載されている。
特許第4312697号公報
しかしながら、特許文献1に記載のシート給送装置では、給送ローラにシートの給送が行われない低摩擦係数部とシートの給送が行われる高摩擦係数部の双方を設ける必要があるため、給送ローラの外径を大きくする必要があった。そして、給送ローラの外径が大きくなれば、シート給送装置も大型化してしまう。
本発明の目的は、大型化することなく、また、給送紙間のばらつきが生じないシート給送装置を提供することにある。
本発明は、回転可能な回転部と、前記回転部を回転させる駆動力を発生する駆動手段と、シートが積載される積載部材と、前記積載部材に積載されているシートに接触した状態で回転することでシートを給送する給送部材であって、前記回転部の回転に従って回転する給送部材と、前記回転部の回転に従って、前記積載部材と前記給送部材の状態を、前記積載部材に積載されているシートと前記給送部材が当接した当接状態と前記積載部材に積載されているシートと前記給送部材が離間した離間状態との間で切り替える昇降手段と、前記駆動手段の駆動力を前記給送部材に伝達するクラッチ機構と、を有し、前記クラッチ機構は、カム面を備え前記回転部の回転によって回転するクラッチ入力部と、前記クラッチ入力部と連結することにより前記駆動手段の駆動力を前記給送部材に伝達するクラッチ出力部と、前記クラッチ入力部を前記クラッチ出力部の方向へ付勢する弾性部材と、前記クラッチ入力部に当接し前記クラッチ入力部の移動を規制する規制部材と、を備え、前記規制部材は、前記弾性部材により付勢された前記クラッチ入力部の前記カム面と当接することで前記クラッチ入力部を前記クラッチ出力部との連結が解除されている解除位置に係止し、前記駆動手段が駆動され、前記回転部の回転によって前記クラッチ入力部が回転すると、前記カム面と前記規制部材との係止状態が解除されて前記クラッチ入力部は前記クラッチ出力部と連結する連結位置へ移動し、前記クラッチ入力部がさらに回転すると、前記カム面と前記規制部材は再び係止状態となり、前記クラッチ入力部は前記解除位置へ移動することを特徴とする。
本発明によれば、積載板に積載されているシートがシート給送手段に付勢された後に、シート給送手段が駆動される。したがって、大型化することなく、給送紙間のばらつきが生じないシート給送装置を提供することができる。
本発明が適用された画像形成装置の全体構成を示す図 本発明が適用されたシート給送装置の実施形態を示す図 給送カセットの概略斜視図、 積載板を昇降する昇降手段を示す図 駆動源からの駆動伝達経路を示す図 クラッチ機構の概略斜視図 クラッチ機構の連結・解除の動作を示す図 給送動作のタイミングチャート
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。
図1に、本発明のシート給送装置が適用される画像形成装置の一例としてのカラーデジタルプリンタを示す。図1(a)は、画像形成装置100の外観斜視図、図1(b)は、画像形成装置100の概略断面図である。画像形成装置100は、電子写真プロセスを用いた、4色フルカラーのレーザプリンタである。即ち、パソコン・イメージリーダ・相手方ファクシミリ装置等の外部ホスト装置からコントローラ部(制御部)に入力する画像信号に基づいてシート(記録媒体)Sに画像を形成する。
以下、画像形成部101により画像が形成される動作について説明する。第1〜第4の各カートリッジPY・PM・PC・PKのドラム1が矢印の反時計方向に所定の制御速度で回転駆動される。ベルト4も矢印の時計方向(ドラム回転に順方向)にドラム1の速度に対応した速度で回転駆動される。スキャナユニット5も駆動される。
この駆動に同期して、各カートリッジにおいてそれぞれ所定の制御タイミングで帯電ローラ2がドラム1の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する。スキャナユニット5は各ドラム1の表面を各色の画像信号に応じて変調されたレーザー光で走査露光する。
これにより、各ドラム1の表面は、レーザー光で走査露光された領域が、画像信号に応じた静電潜像となる。各ドラム1の表面に形成された静電潜像が、現像器3によりトナー像として現像される。上記のような電子写真画像形成プロセス動作により、ドラム1にはトナー像が形成され、そのトナー像がベルト4上に一次転写される。
給送カセット9は、画像形成装置100に対して、装置前面側(操作者が操作する側で、図1(b)の画像形成装置の右側)から着脱自在となっており、ユーザによるシートの載置およびジャム処理が容易に行える構成されている。
6は、給送カセット9の積載板16に積載されているシートに当接してシートを給送するシート給送手段としてのピックアップローラである。ピックアップローラ6により給送されたシートは、フィードローラ7と分離ローラ8により、1枚分離給送され、レジストレーションローラ対11を経て、二次転写ローラ12とベルト4との二次転写ニップ部に搬送される。分離ローラ8は、不図示のトルクリミッタを介して装置本体に取り付けられており、不図示のバネ等の付勢手段によりフィードローラ7に圧接されている。
二次転写ニップ部でトナー像が転写されたシートは、定着部13で加熱・加圧されることにより、トナー像が定着がされる。そして、トナー像が定着されたシートは排紙ローラ対14により排紙トレイ15上に排出される。
次に、シート給送装置について説明する。図2は、シート給送装置10の概略斜視図である。16は、シートが積載されて昇降可能な積載板である。
図3と図4を用いて、積載板16の昇降動作について説明する。図3は、給送カセット9の概略斜視図、図4(a)は本実施形態における積載板の下降状態を示す概略斜視図、(b)は本実施形態における積載板の上昇状態を示す概略斜視図である。
図3に示すように、積載板16は、積載板回転支持部36を回転中心として、回転自在に位置決めされている。積載板16は、昇降手段50により昇降される。昇降手段50は、積載板16を上昇させて積載されているシートをピックアップローラ6に付勢し、積載板16を下降させて積載されているシートをピックアップローラ6から離間させる。
なお、昇降手段50は、積載板に積載されるシートが少載であった場合でも、シートがピックアップローラ6に充分に付勢されるまで積載板16を上昇させる。
昇降手段50は、昇降レバー18と、昇降レバー回転支持部37と、昇降カム19と、一対の昇降カム19を連結する連結軸20とを有する。
昇降レバー18は、給送カセット9の両側にそれぞれ設けられ、昇降レバー回転支持部37を回転中心として、回転自在に画像形成装置100の筐体へ固定されている。昇降レバー18は不図示のバネ等の付勢部材により、ピックアップローラ6へ近づく方向(上方向)へと付勢されている。積載板16の両端には昇降レバー18との係合部17が設けられており、画像形成装置100に給送カセット9が装着されて位置決めされた状態においては、係合部17と昇降レバー18が係合し、昇降レバー18の回転と連動して積載板16が昇降する。ピックアップローラ6へ近づく方向へ付勢された昇降レバー18の回転は、昇降レバー18の上方に配置された昇降カム19により規制されている。図4(a)及び(b)に示すように、後述する駆動手段からの駆動を受けて連結軸20が回転することにより、昇降カム19が回転して昇降レバー18が上下に回動し、係合部17を介して積載板16が昇降する。
次に、図5を参照して駆動手段80について説明する。駆動手段80は、昇降手段50に駆動を伝達して積載板16を昇降する。また、駆動手段80は、駆動伝達手段を介してピックアップローラ6を回転させる。
21は、装置本体に設けられている駆動手段80のモータ等の駆動源21である。駆動源21の駆動は、第1駆動ギア22から第2駆動ギア23へ、第2駆動ギア23から欠歯ギア24と伝達される。ここで、欠歯ギア24は不図示のソレノイドにより規制及び規制解除され、第2駆動ギア23と選択的に噛み合う構成である。ソレノイドが規制を解除することにより欠歯ギア24が第2駆動ギア23と噛み合って駆動が伝達されて回転を開始する。そして、欠歯ギア24が1回転して欠歯ギア24の欠歯部分が第2駆動ギア23に対向する位置でソレノイドが欠歯ギア24を規制することにより、駆動が非伝達状態となる。
欠歯ギア24と昇降カム19は、装置本体に回転自在に支持された連結軸20に固定されており、連結軸20と一体となって回転するよう構成されている。不図示の制御部からの電気信号に基づいてソレノイドが動作して欠歯ギア24の規制を解除すると、欠歯ギア24が第2駆動ギア23と噛み合い、駆動源21の駆動は欠歯ギア24を経て連結軸20へと伝わり、連結軸20は昇降カム19とともに1回転する。
また、31は、クラッチ機構60を介してピックアップローラ6及びフィードローラ7に駆動を伝達する駆動伝達手段としてのアイドラギアである。ピックアップローラ6及びフィードローラ7には、アイドラギア31と噛み合う歯面が形成されており、アイドラギア31の回転を受けてそれぞれのローラが回転駆動される。
26は、クラッチ入力部としてのクラッチ入力ギアであり、27はクラッチ出力部としてのクラッチ出力ギアである。クラッチ入力ギア26は、駆動手段80の駆動が入力されて回転し、クラッチ出力ギア27は、クラッチ入力ギア26と連結することにより駆動手段80からの駆動をピックアップローラ6に伝達させる。クラッチ出力部アイドラギア31は、クラッチ出力ギア27に噛み合うよう配置してあるので、クラッチ入力ギア26がクラッチ出力ギア27と連結している状態では、連結軸20の回転がアイドラギア31に伝達され、ピックアップローラ6及びフィードローラ7が駆動される。クラッチ入力ギア26がクラッチ出力ギアと連結していない状態では、連結軸20の回転はアイドラギア31に伝達されない。
なお、連結軸20が1回転することで、ピックアップローラ6及びフィードローラ7が回転し、この回転によるシートの搬送距離は、シートを下流のレジストレーションローラ対11へと搬送できるような距離に設定されている。
次に、クラッチ機構60について詳細に説明する。クラッチ機構60のクラッチ入力ギア26は、昇降手段50が積載板16を上昇させ、積載されているシートをピックアップローラ6に圧接させた後に、クラッチ出力ギア27と連結する。これにより、積載板16に積載されているシートがピックアップローラ6と圧接した後に、ピックアップローラ6の回転が開始されるので、給送紙間がばらつくことがない。積載板16に積載されているシートの積載枚数が変わり、シートとピックアップローラ6の当接タイミングのズレが生じても、ピックアップローラ6がシートを送り出すタイミングはシートの積載量に関わらず一定となるためである。
図6は本実施形態におけるクラッチ機構の概略斜視図であり、図7(a)はクラッチ機構が解除された状態を示す概略図、(b)はクラッチ機構が連結された状態を示す概略図、(c)はクラッチ機構が連結状態から解除状態への切換りを示す概略図である。
図6に示すように、クラッチ軸受25は連結軸20に固定され、連結軸20と一体となって回転する。また、クラッチ軸受25にはキー30が形成されている。クラッチ入力ギア26には、キー溝29、カム面32、入力側ギア歯面35が形成されている。クラッチ入力ギア26は、キー溝29にクラッチ軸受25のキー30が係合することでクラッチ軸受25に保持され、クラッチ軸受25の回転方向には固定され、連結軸20の長手方向(回転軸心方向)には移動自在となっている。クラッチ出力ギア27は、アイドラギア31との噛み合う歯面39と出力側ギア歯面38を備え、クラッチ軸受25に回転自在に保持されている。なお、クラッチ出力ギア27の連結軸20長手方向は、画像形成装置100の本体に固定されている。図7(a)に示すように、クラッチ入力ギア26は、クラッチ出力ギア27の方向へ付勢する弾性部材としてのクラッチ押圧バネ28により付勢されている。
次に、図7を用いてクラッチ機構60が連結及び解除される動作について説明する。
図7(a)に示すように、クラッチ入力ギア26に設けられているカム面32が装置本体に設けられているクラッチ規制リブ33に係止されている状態では、クラッチ入力ギア26の入力側ギア歯面35が、クラッチ出力ギア27の出力側ギア歯面38から離間する。このようにクラッチ機構60が解除されている状態では、駆動が伝達されない。
また、図7(b)に示すように、クラッチ入力ギア26の入力側ギア歯面35が、クラッチ出力ギア27の出力側ギア歯面38に連結することでクラッチ機構60の連結がなされる。このようにクラッチ機構60が連結された状態では、連結軸20からアイドラギア31を介してピックアップローラ6及びフィードローラ7に駆動が伝達される。このように、クラッチ機構60の連結および解除は、連結軸20と一体となって回転するカム面32と、クラッチ規制リブ33とにより切換えられる。
図7(a)に示すクラッチ機構60の連結解除状態から、連結軸20が回転すると、連結軸20に固定されたクラッチ軸受25が回転し、キー溝29とキー30を介して、クラッチ入力ギア26も回転する。クラッチ規制リブ33は装置本体に固定されており、クラッチ入力ギア26が回転することによって、クラッチ規制リブ33とカム面32の相対的な位置がずれる。
クラッチ入力ギア26が所定量回転すると、カム面32はクラッチ規制リブ33による規制から解放される。そして、クラッチ押圧バネ28の付勢力により、クラッチ出力ギア27の出力側ギア歯面38へクラッチ入力ギア26の入力側ギア歯面35が当接し、図7(b)に示す連結状態となる。
カム面32には、スロープ面40が形成されている。クラッチ入力ギア26がさらに回転すると、図7(c)に示すように、スロープ面40がクラッチ規制リブ33をのりあげていく。そして、カム面32がクラッチ規制リブ33と再び係止状態となり、入力側ギア歯面35と出力側ギア歯面38が離間する。
図7(c)に示す状態から、さらに連結軸20が回転すると図7(a)に示す連結解除状態となる。以上説明したように、クラッチ押圧バネ28、カム面32、クラッチ規制リブ33を有するクラッチ入力ギア26を移動させる移動機構70により、クラッチ入力ギア26はクラッチ出力ギア27と連結した連結位置と連結が解除された解除位置との間を移動させられる。すなわち、クラッチ入力ギア26の回転角度に応じた、連結軸20の軸方向に沿った位置に、カム面32およびクラッチ規制リブ33によって移動機構70はクラッチ入力ギア26を移動させる。
また、連結軸20に設けられた昇降カム19とクラッチ入力ギア26は同期して回転する。そして、昇降カム19によって積載板16が上昇し、積載されているシートがピックアップローラ6に付勢された後に、クラッチ入力ギア26が移動機構70によって連結位置へ移動されるように移動機構70のカム面32が形成されている。
次に、シート給送装置の給送動作のタイミングについて説明する。
図8は、本実施形態における給送動作のタイミングチャートであり、線の立ち上りが各動作開始を、立ち下がりが動作終了を表している。
ユーザの指示等により、シートの給送信号が制御部に入力されると、制御部が駆動源21の駆動が開始させる。そして、タイマー等のカウント値に基づいて所定のタイミングになると、制御部からの電気信号に基づき上述した不図示のソレノイドが吸引され、欠歯ギア24と第2駆動ギア23が噛み合う。これにより、駆動源21の駆動は欠歯ギア24を経て連結軸20へと伝わり、連結軸20が昇降カム19及びクラッチ軸受25とともに回転を始める。
昇降カム19が回転することで、昇降レバー18が回転し、昇降レバーとの係合部17を介して積載板16も昇降を始める。ここで、図8に示すように、積載板16上に積載されているシートSの積載量に応じて、シートSとピックアップローラ6の圧接するタイミングにはズレが生じる。
本実施形態においては、カム面32とクラッチ規制リブ33により、少載時であっても積載板16上のシートとピックアップローラ6の当接タイミング以降にクラッチ機構60が連結する。したがって、シートSとピックアップローラ6が当接しても、すぐにシートの給送は開始されず、図8に示すように、クラッチ機構60が連結して初めてシートの給送が開始される。すなわち、クラッチ機構60が連結されるタイミングが連結軸20の1回転中で一定の位置となるため、ピックアップローラ6がシートを給送するタイミングが一定となる。
したがって、シートSとピックアップローラ6の当接タイミングのズレが生じても、ピックアップローラ6がシートを送り出すタイミングはシートの積載量に関わらず一定となるため、給送紙間がばらつくことがない。また、連結軸20が1回転動作終了後は、カム面32とクラッチ規制リブ33により、クラッチ機構60の連結は解除され、図7(a)に示したクラッチ機構の連結解除状態になる。
なお、クラッチ機構60の連結が解除された状態ではピックアップローラ6及びフィードローラ7は従動回転可能となるため、シートにバックテンションが加わることがなく、下流のレジストレーションローラ対11の搬送抵抗とならない。また、ピックアップローラ6及びフィードローラ7によるシートの搬送距離は、連結軸20の1回転に対する各ギア27と31の減速比や各ローラの径による減速比によって自由に設定できる。したがって、給送紙間のばらつきを無くすために本実施形態の構成を用いても、ピックアップローラ6及びフィードローラ7の外径を大きくする必要はない。以上説明したように、本発明によれば、装置が大型化することなく、安価な構成で、シートの積載量に応じて発生する給送紙間のばらつきを低減することができる。
以上の実施形態の説明では、欠歯ギア24と第2駆動ギア23の噛み合いをソレノイドにより制御する構成としたが、電磁クラッチ等を用いて制御する構成であってもよい。
また、以上の実施形態の説明では、クラッチ入力ギア26とクラッチ出力ギア27を歯面形状で連結する構成について説明したが、駆動を伝達できればよいので、摺動抵抗の大きい摩擦部材等で当接する構成であっても良い。
また、以上の実施形態の説明では、カム面32とクラッチ規制リブ33とが一つずつ設けられた構成について説明したが、複数設けてクラッチ入力ギア26の回転に伴いクラッチの連結及び連結解除を複数回行う構成であってもよい。
1 感光体ドラム
2 帯電ローラ
3 現像器
4 ベルト
5 レーザスキャナユニット
6 ピックアップローラ
7 フィードローラ
8 分離ローラ
9 給送カセット
10 シート給送装置
11 レジストローラ対
12 二次転写ローラ
13 定着装置
14 排紙ローラ対
15 排紙トレイ
16 積載板
17 係合部
18 昇降レバー
19 昇降カム
20 カム連結軸
21 駆動源
22 第1駆動ギア
23 第2駆動ギア
24 欠歯ギア
25 クラッチ軸受
26 クラッチ入力ギア
27 クラッチ出力ギア
28 クラッチ押圧バネ
29 キー溝
30 キー
31 アイドラギア
32 カム面
33 クラッチ規制リブ
35 入力側ギア歯面
36 積載板回転支持部
37 昇降レバー回転支持部
38 出力側ギア歯面
50 昇降手段
60 クラッチ機構
70 移動機構
80 駆動手段
S シート
100 画像形成装置
101 画像形成部
PY、PM、PC、PK プロセスカートリッジ

Claims (12)

  1. 回転可能な回転部と、
    前記回転部を回転させる駆動力を発生する駆動手段と、
    シートが積載される積載部材と、
    前記積載部材に積載されているシートに接触した状態で回転することでシートを給送する給送部材であって、前記回転部の回転に従って回転する給送部材と、
    前記回転部の回転に従って、前記積載部材と前記給送部材の状態を、前記積載部材に積載されているシートと前記給送部材が当接した当接状態と前記積載部材に積載されているシートと前記給送部材が離間した離間状態との間で切り替える昇降手段と、
    前記駆動手段の駆動力を前記給送部材に伝達するクラッチ機構と、を有し、
    前記クラッチ機構は、カム面を備え前記回転部の回転によって回転するクラッチ入力部と、前記クラッチ入力部と連結することにより前記駆動手段の駆動力を前記給送部材に伝達するクラッチ出力部と、前記クラッチ入力部を前記クラッチ出力部の方向へ付勢する弾性部材と、前記クラッチ入力部に当接し前記クラッチ入力部の移動を規制する規制部材と、を備え、
    前記規制部材は、前記弾性部材により付勢された前記クラッチ入力部の前記カム面と当接することで前記クラッチ入力部を前記クラッチ出力部との連結が解除されている解除位置に係止し、
    前記駆動手段が駆動され、前記回転部の回転によって前記クラッチ入力部が回転すると、前記カム面と前記規制部材との係止状態が解除されて前記クラッチ入力部は前記クラッチ出力部と連結する連結位置へ移動し、前記クラッチ入力部がさらに回転すると、前記カム面と前記規制部材は再び係止状態となり、前記クラッチ入力部は前記解除位置へ移動することを特徴とするシート給送装置
  2. 前記積載部材に積載されているシートの量に関わらず、前記駆動手段によって前記回転部が回転を開始してから所定時間経過した後に、前記クラッチ入力部が前記解除位置から前記連結位置に移動することを特徴とする請求項1に記載に記載のシート給送装置。
  3. 前記カム面は、前記規制部材と当接することで前記連結位置から前記解除位置に前記クラッチ入力部を移動させるためのスロープ面を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシート給送装置。
  4. 前記昇降手段は、前記積載部材を上昇させることで前記積載部材に積載されているシートと前記給送部材を当接させ、前記積載部材を下降させることで前記積載部材に積載されているシートと前記給送部材を離間させることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  5. 前記クラッチ機構は、前記昇降手段が前記積載部材を上昇させることで前記積載部材に積載されているシートが前記給送部材に当接した後に、前記給送部材に前記駆動手段からの駆動力を伝達する請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  6. 前記回転部が回転することにより、前記積載部材を昇降させる昇降カムを有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  7. 前記回転部は、前記駆動手段からの駆動力を受けて回転する軸であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  8. 前記クラッチ入力部は、前記軸の回転に同期して、前記軸が1回転する間に、前記解除位置と前記連結位置との間を移動することを特徴とする請求項7に記載のシート給送装置。
  9. 前記クラッチ入力部は、前記規制部材との当接状態が変化することによって、前記回転部の回転軸線方向に移動することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  10. 前記クラッチ入力部が前記解除位置に位置している状態では、前記駆動手段の駆動力は前記給送部材に伝達されず、前記クラッチ入力部が前記連結位置に位置している状態では、前記駆動手段の駆動力は前記給送部材に伝達される請求項1乃至9のいずれか1項に記載に記載のシート給送装置。
  11. 前記積載部材に積載されているシートの量が少量であっても、前記積載部材に積載されているシートが前記給送部材に当接した後に前記クラッチ入力部は前記解除位置から前記連結位置に移動することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載に記載のシート給送装置。
  12. 請求項1乃至11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によって給送されたシートに画像を形成する画像形成部を備えることを特徴とする画像形成装置。
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