JP6264573B2 - シート材供給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート材供給装置及びそのシート材供給装置を備えた複写機に代表される画像形成装置に関するものである。

複写機やプリンター、ファクシミリなどといった画像形成装置には用紙などのシート材の供給装置が設けられる。シート材供給装置は収容部に積み上げられたシート材の最上層から１枚ずつ分離供給するものが多い。このようなシート供給装置に係る従来技術が特許文献１〜３に開示されている。

特許文献１〜３に記載されたシート材供給装置は各々、上面にシート材が積載されたシート材積載板のシート材供給方向下流側が上方に変位し、シート材の最上層がシート材を送り出すためのピックアップローラに下方から接触する。これらのシート材供給装置では意図せずシート材積載板が下方へ変位しないようにするための技術が提案されている。

特許文献１に記載された画像形成装置のシート材供給装置は意図せずシート材積載板が下方へ変位することを規制するためのワンウェイクラッチを備える。これにより、常に適当な付勢力を与えてシート材積載板を上方に付勢することができる。

特許文献２に記載された画像形成装置のシート材供給装置は意図せずシート材積載板が下方へ変位することを規制するために遊星歯車機構からなるクラッチギアとそれに係合するストッパーとを備える。これにより、シート材積載板の下降を抑制している。

特許文献３に記載された画像形成装置のシート材供給装置は意図せずシート材積載板が下方へ変位することを規制するためにウォームギアとそれに係合するウォームホイールとを備える。これにより、ウォームギアとウォームホイールとの間のブレーキ作用を利用してシート材積載板の姿勢を保持することができる。

特開２００７−２６９４６２号公報 特開２０１０−１０５７６８号公報 特開平５−５８４８０号公報

しかしながら、特許文献１に係る従来技術では動力伝達や減速のためとは別にワンウェイクラッチを設ける必要があり、部品点数が増加するという課題があった。

また、特許文献２に係る従来技術ではストッパーとその爪がシート材の束の荷重を直接受けるので、十分な強度を考慮しなければ破損する虞があるという課題があった。また、破損しない場合でも、ストッパーやその爪が弾性変形してシート材積載板が下方へ変位する虞があるという課題があった。十分な強度を考慮してストッパーやその爪を設計した場合、爪の厚さがクラッチギアの周方向に増加する可能性があり、停止位置の精度が低下することが懸念された。

また、特許文献３に係る従来技術ではウォームギアとウォームホイールとの間の摩擦によりブレーキ作用（自己保持機能）を働かせているので、使用環境の変化や経年劣化等によって摩擦力が変化し、シート材積載板が下方へ変位する虞があるという課題があった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、簡便な構成で、意図しないシート材積載板の下方への変位を抑制することが可能なシート材供給装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明のシート材供給装置は、上面にシート材が積載されるシート材積載板と、前記シート材積載板に積載されたシート材の最上層に上方から接触するピックアップローラと、前記シート材積載板を上方に変位させる積載板変位機構と、駆動源から得られる動力を前記積載板変位機構に伝達する動力伝達機構と、前記動力伝達機構に設けられる不思議遊星歯車機構とを備えることを特徴とする。

この構成によると、不思議遊星歯車機構が有する簡便な構成で、減速機能を作用させながらセルフロック機能（自己保持機能）を作用させることができる。

また、上記構成のシート材供給装置において、駆動源から前記不思議遊星歯車機構への動力の伝達をオンオフする動力伝達切替機構を設けたことを特徴とする。

また、上記構成のシート材供給装置において、前記積載板変位機構が前記シート材積載板を上方に移動させるための回転軸を備え、前記不思議遊星歯車機構の回転軸の軸線が前記積載板変位機構が有する前記回転軸の軸線と一致することを特徴とする。

また、上記構成のシート材供給装置において、前記不思議遊星歯車機構の回転軸を支持する支持部材を備え、前記支持部材に前記不思議遊星歯車機構の固定内歯車が固定されることを特徴とする。

また、上記構成のシート材供給装置において、前記支持部材に前記不思議遊星歯車機構の固定内歯車が一体として形成されることを特徴とする。

また、上記構成のシート材供給装置において、前記動力伝達切替機構が遊星歯車機構を有することを特徴とする。

また、上記構成のシート材供給装置において、前記動力伝達切替機構と前記不思議遊星歯車機構との間に、一方向にのみ動力を伝達するための動力伝達規制部を設けたことを特徴とする。

また、上記構成のシート材供給装置において、前記動力伝達切替機構が前記シート材積載板に積載されたシート材の供給が所定量進んだ場合に動力の伝達をオンにするためのシート材位置検知機構を備えることを特徴とする。

また本発明は、上記構成のシート材供給装置と、前記動力伝達機構に動力を与える駆動源とを画像形成装置に搭載することを特徴とする。

また、上記構成の画像形成装置において、前記駆動源が前記ピックアップローラに動力を与えることを特徴とする。

本発明の構成によれば、不思議遊星歯車機構の自己保持機能を利用して積載板の姿勢を保持することが可能である。すなわち、簡便な構成で、意図しないシート材積載板の下方への変位を抑制することが可能なシート材供給装置及び画像形成装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態の画像形成装置の模型的部分垂直断面正面図である。 本発明の第１実施形態のシート材供給装置の平面図である。 本発明の第１実施形態のシート材供給装置の斜視図である。 本発明の第１実施形態のシート材供給装置の垂直断面部分正面図である。 本発明の第１実施形態のシート材供給装置の供給部の斜視図である。 本発明の第１実施形態のシート材供給装置の動力伝達機構の斜視図である。 本発明の第１実施形態のシート材供給装置の動力伝達機構の斜視図にして、支持部材を取り外した状態を示すものである。 本発明の第１実施形態のシート材供給装置の動力伝達機構の概略背面図である。 本発明の第１実施形態のシート材供給装置の動力伝達機構のスケルトン図である。 本発明の第１実施形態のシート材供給装置の動力伝達切替機構の斜視図である。 本発明の第１実施形態のシート材供給装置の動力伝達切替機構の係止歯車周辺を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態のシート材供給装置の動力伝達機構の不思議遊星歯車機構の水平断面図である。 本発明の第１実施形態のシート材供給装置の動力伝達機構の動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第１実施形態のシート材供給装置の動力伝達経路における動力伝達切替機構の位置が及ぼす影響を示す説明図である。 本発明の第２実施形態のシート材供給装置の動力伝達機構の不思議遊星歯車機構の水平断面図である。 本発明の第３実施形態のシート材供給装置の動力伝達機構の概略背面図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

最初に、本発明の第１実施形態の画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は画像形成装置の模型的部分垂直断面正面図の一例である。なお、図中の矢印付き二点鎖線は用紙の搬送経路及び搬送方向を示す。

画像形成装置１は、図１に示すように所謂タンデム型のカラー複写機であり、原稿の画像を読み取るイメージリーダー部３と、読み取った画像を用紙等のシート材に印刷するプリント部２と、印刷条件の入力や稼働状況の表示を行うための操作表示部４とを備える。

イメージリーダー部３はプラテンガラス（不図示）の上に載置された原稿の画像を、スキャナを移動して読み取る公知のものである。原稿の画像は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色に色分解され、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサー（不図示）で電気信号に変換される。これにより、イメージリーダー部３は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色別の画像データを得る。

イメージリーダー部３が得た色別の画像データは制御部８０において各種処理が行われ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各再現色の画像データに変換されて制御部８０内のメモリー（不図示）に格納される。メモリーに格納された再現色別の画像データは位置ずれ補正のための処理を受けた後、像担持体である感光体ドラム２１に対する光走査を行うためにシート材の搬送と同期して走査ラインごとに読み出される。

プリント部２は電子写真方式によって画像を形成し、その画像をシート材に転写する。プリント部２は中間転写体を無端状のベルトとして形成した中間転写ベルト１１を備える。中間転写ベルト１１は駆動ローラ１２、テンションローラ１３及び従動ローラ１４に巻き掛けられる。中間転写ベルト１１にはテンションローラ１３がバネ（不図示）によって図１における上方に付勢されることにより張力が与えられる。

中間転写ベルト１１は駆動ローラ１２によって図１における反時計回りに回転移動する。駆動ローラ１２には画像形成装置１の本体に設けられたモーター等の駆動源５から動力が伝達される。駆動源５は後述する各種ローラに対して動力を提供することとしても良い。

駆動ローラ１２は中間転写ベルト１１を挟んで対向する二次転写ローラ１５に圧接する。従動ローラ１４の箇所では、中間転写ベルト１１を挟んで従動ローラ１４に対向するように設けられた中間転写クリーニング部１６が中間転写ベルト１１の外周面に接触する。中間転写クリーニング部１６は二次転写後に中間転写ベルト１１の外周面に残留するトナーを掻き取ってクリーニングする。

中間転写ベルト１１の下方にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各再現色に対応する画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが設けられる。なお、この説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」の識別記号を省略して、例えば「画像形成部２０」と総称することがある。４台の画像形成部２０は中間転写ベルト１１の回転方向に沿って、回転方向の上流側から下流側に向けて一列にして配置される。４台の画像形成部２０は構成がすべて同じであり、図１における時計回りに回転する感光体ドラム２１を中心としてその周囲に帯電部、露光部、現像部、クリーニング部及び一次転写ローラを備える。

中間転写ベルト１１の上方には、４台の各再現色の画像形成部２０に対応するトナーボトル３１及びトナーホッパー３２が設けられる。残量検出部（不図示）によって現像部の内部のトナー量の低下が検出されると、補給装置（不図示）がトナーホッパー３２から現像部にトナーを補給するように駆動する。さらに、残量検出部（不図示）によってトナーホッパー３２の内部のトナー量の低下が検出されると、補給装置（不図示）がトナーボトル３１からトナーホッパー３２にトナーを補給するように駆動する。トナーボトル３１は装置本体に対して着脱可能に設けられ、適宜新しいものと交換することができる。

４台の画像形成部２０の下方にはシート材供給装置４０が設けられ、その内部にシート材Ｓが収容される。シート材供給装置４０の内部に収容されたシート材Ｓは供給部５０によってその最上層から順に１枚ずつシート材搬送路Ｘに送り出される。シート材供給装置４０からシート材搬送路Ｘに送り出されたシート材Ｓはレジストローラ対７３ａ、７３ｂの箇所に到達する。そして、中間転写ベルト１１の回転と同期をとって、レジストローラ対７３ａ、７３ｂが中間転写ベルト１１と二次転写ローラ１５との接触部（二次転写ニップ部）に向けてシート材を送り出す。

画像形成部２０では帯電部及び露光部によって感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像部によってトナー像として可視像化される。感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は感光体ドラム２１が中間転写ベルト１１を挟んで一次転写ローラと対向する箇所において中間転写ベルト１１の外周面に一次転写される。そして、中間転写ベルト１１の回転とともに所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が順次中間転写ベルト１１に転写されることにより、中間転写ベルト１１の外周面にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト１１の外周面に一次転写されたカラートナー像はレジストローラ対７３ａ、７３ｂにより同期をとって送られてきたシート材Ｓに、中間転写ベルト１１と二次転写ローラ１５とが接触して形成される二次転写ニップ部にて転写される。

二次転写ニップ部の上方には定着部７５が備えられる。二次転写ニップ部にて未定着トナー像が転写されたシート材Ｓは、定着部７５へと送られて熱ローラ及び加圧ローラに挟まれ、トナー像は加熱溶融してシート材Ｓに定着する。定着部７５を通過したシート材Ｓは中間転写ベルト１１の上方に設けられたシート材排出部７６に排出される。

続いて、画像形成装置１のシート材供給装置４０の構成について、図２〜図５を用いて説明する。図２、図３及び図４はシート材供給装置４０の平面図、斜視図及び垂直断面部分正面図である。図５はシート材供給装置４０の供給部５０の斜視図である。なお、図３及び図５はシート材供給装置４０の背面側から見た図である。また、図２及び図３の白抜き矢印はシート材Ｓの収容カセットの引き出し、押し込みの方向（画像形成装置１の前後方向）を示す。また、図２及び図４ではシート材供給装置４０の筐体部の描画を省略し、図２及び図３ではシート材Ｓの描画を省略している。

シート材供給装置４０は、図２、図３及び図４に示すように筐体部４１及び収容カセット４２を備える。収容カセット４２は印刷前のカット用紙等であるシート材Ｓを積載して収容するシート材収容部である。収容カセット４２は上面が開口した平たい箱状に形成され、その上面方向からシート材Ｓを積載して収容する。なお、シート材Ｓは後に詳述する供給部５０の動作によって収容カセット４２に対して図２及び図４における右方に向かって送り出される。

収容カセット４２は筐体部４１との間に前後方向に延びる形態で設けられたガイド部（不図示）に沿って、筐体部４１に対して水平にスライドさせることができる。収容カセット４２は筐体部４１に対してその前後方向に引き出す、或いは押し込むことにより着脱が可能である。

収容カセット４２の内底面にはシート材積載板４３が配置される。シート材Ｓはシート材積載板４３の上に載置され、積み上げられる。シート材積載板４３はそのシート材供給方向の上流端、すなわち図２及び図４において左方の端部に設けられた前後方向に延びる支軸４３ａで収容カセット４２の内底面に支持される。シート材積載板４３は支軸４３ａを中心として下流端を自由端として垂直面内で揺動可能であって、上面に積載されるシート材Ｓの積載量に応じてシート材供給方向の傾斜角度が変化する。支軸４３ａはシート材積載板４３の前側と後側との２箇所に設けられる。

シート材積載板４３のシート材供給方向下流部の下方には収容カセット４２の内底面との間にシート材積載板４３の積載板変位機構４４が配置される（図４参照）。積載板変位機構４４は回転シャフト４４ａ及び押上レバー４４ｂを備える。回転シャフト４４ａは収容カセット４２の内底面に沿って前後方向に延び、その前側の端部に押上レバー４４ｂが固定される。押上レバー４４ｂはシート材積載板４３の前後方向中央部に配置され、シート材供給方向の一端が回転シャフト４４ａに固定され、他端がシート材積載板４３のシート材供給方向下流部の下面に接触する。回転シャフト４４ａの後側の端部は収容カセット４２の後面からさらに後方に向かって突出し、後述するカップリング部６９が設けられる（図２参照）。

収容カセット４２が筐体部４１に装着されると、回転シャフト４４ａの後側の端部がカップリング部６９を介して筐体部４１に設けられた動力伝達機構６０に連結される。そして、動力伝達機構６０を動作させると、回転シャフト４４ａ及び押上レバー４４ｂが回転し、押上レバー４４ｂによりシート材積載板４３のシート材供給方向下流部が押し上げられ上昇する。収容カセット４２が筐体部４１から引き出されることにより回転シャフト４４ａと動力伝達機構６０との連結が解除されると、シート材積載板４３は収容カセット４２の内底面に倒伏する。

収容カセット４２のシート材供給方向下流部上方には筐体部４１に供給部５０が配置される。供給部５０は収容カセット４２のシート材Ｓを収容カセット４２の外部へと送り出す。供給部５０は、図４及び図５に示すようにピックアップローラ５１、供給ローラ５２及び捌きローラ５３を備える。ピックアップローラ５１、供給ローラ５２及び捌きローラ５３は各々の回転軸がシート材供給方向と交差する方向、すなわち画像形成装置１の前後方向に沿って延びるように設けられる。

ピックアップローラ５１はシート材積載板４３のシート材供給方向下流部の上方に配置される。ピックアップローラ５１の下方から収容カセット４２に積載されたシート材Ｓの下流部がシート材積載板４３により持ち上げられ、シート材Ｓの最上層が下方からピックアップローラ５１を圧して接触する。収容カセット４２のシート材Ｓはピックアップローラ５１により供給ローラ５２へと引き渡され、供給ローラ５２により収容カセット４２の外部へと送り出される。

供給ローラ５２はピックアップローラ５１のシート材供給方向下流側に配置される。供給ローラ５２はその表面の下部がシート材供給装置４０からその外部へと延びるシート材搬送路Ｘに突出するように設けられる。供給ローラ５２はシート材供給装置４０の筐体部４１に設けられたモーター等の駆動源４５（図３参照）に連結され、回転される。

供給ローラ５２とピックアップローラ５１との間にはピックアップローラ５１の駆動機構５４（図５に図示）が配置される。駆動機構５４は互いに連結された複数の歯車を有し、この駆動機構５４を介して供給ローラ５２とピックアップローラ５１とが連結される。供給ローラ５２がモーターによって回転すると、駆動機構５４によってピックアップローラ５１も供給ローラ５２と同じ方向に同じ周速で回転する。

なお、供給ローラ５２及びピックアップローラ５１はシート材供給装置４０の筐体部４１に設けられた駆動源４５のほか、画像形成装置１の本体に設けられた駆動源５から動力を得ることにしても良い。

ピックアップローラ５１及び供給ローラ５２は各々の回転軸５１ａ、５２ａがともに連結部材５５に回転可能に支持される。連結部材５５は供給ローラ５２の回転軸５２ａを中心として垂直面内で揺動可能にして筐体部４１に設けられる。これにより、連結部材５５のピックアップローラ５１の部分が供給ローラ５２の回転軸５２ａを中心として垂直面内で揺動可能となる。連結部材５５のピックアップローラ５１の部分は付勢部材（不図示）或いは重力の作用により下方に向かって付勢される。

捌きローラ５３はシート材搬送路Ｘを挟んで供給ローラ５２の下方に配置される。捌きローラ５３は付勢部材（不図示）の作用により供給ローラ５２を圧して接触する。捌きローラ５３と供給ローラ５２とが接触して形成されるニップ部にシート材Ｓが挿通される。捌きローラ５３はモーターに連結されず、供給ローラ５２と接触することによって供給ローラ５２の回転に従って回転する。

捌きローラ５３はその回転軸５３ａに例えばトルクリミッター（不図示）が設けられる。捌きローラ５３と供給ローラ５２とが接触して形成されるニップ部にシート材が存在しないときやシート材Ｓが１枚だけ進入したときには、捌きローラ５３にはトルクリミッターの設定トルク以上のトルクが掛かり、捌きローラ５３は供給ローラ５２に従ってシート材Ｓを送り出す方向に回転する。一方、当該ニップ部にシート材Ｓが重なって複数枚進入したときには、捌きローラ５３に掛かるトルクはトルクリミッターの設定トルク未満となり、捌きローラ５３は回転を停止する。これにより、重なった下側のシート材Ｓが送り出されることがないので、シート材Ｓが重なって送られてしまう重送という問題が起こることを防止できる。

また、シート材供給装置４０は筐体部４１の、収容カセット４２の後方の箇所に動力伝達機構６０を備える（図３参照）。動力伝達機構６０は駆動源４５から得られる動力を積載板変位機構４４に伝達する。

続いて、シート材供給装置４０の動力伝達機構６０の構成について、図６〜図１２を用いて説明する。図６及び図７は動力伝達機構６０の斜視図及びその支持部材を取り外した状態を示すものである。図８及び図９は動力伝達機構６０の概略背面図及びスケルトン図である。図１０及び図１１はシート材供給装置４０の動力伝達切替機構の斜視図及び動力伝達切替機構の係止歯車周辺を示す斜視図である。図１２は動力伝達機構６０の不思議遊星歯車機構の水平断面図である。なお、図１１は係止歯車の軸線方向に沿って各構成要素を分解した状態を示す。

動力伝達機構６０は、図６に示すように略箱体をなす支持部材６１を備える。支持部材６１には、図６〜図９に示す駆動歯車６２、動力伝達切替機構６３、動力伝達規制部６４及び不思議遊星歯車機構６５が設けられ、それら各構成要素の回転軸が支持部材６１に回転可能に支持される。図８に示すように、シート材供給装置４０の駆動源４５から得られる動力は駆動歯車６２、動力伝達切替機構６３（遊星歯車機構６６）、動力伝達規制部６４、不思議遊星歯車機構６５の順に伝達される。

駆動歯車６２はその回転軸６２ａを介して回転可能に支持部材６１に支持される。駆動歯車６２は直接、或いは不図示の他の歯車等を介して駆動源４５が発する動力を受ける。駆動歯車６２はその動力伝達経路の下流側に位置する動力伝達切替機構６３に連結する。

動力伝達切替機構６３は駆動歯車６２に連結されて駆動源４５から得られる動力を受ける。動力伝達切替機構６３は駆動源４５から不思議遊星歯車機構６５へと続く動力伝達経路上の駆動源４５と不思議遊星歯車機構６５との間に設けられる。動力伝達切替機構６３は遊星歯車機構６６及び係止歯車６７を備える。

遊星歯車機構６６はその回転軸６６ａを介して回転可能に支持部材６１に支持される。遊星歯車機構６６は入力歯車６６ｂ、太陽歯車６６ｃ、遊星歯車６６ｄ、遊星キャリア６６ｅ、出力歯車６６ｆ、内歯車６６ｇ及び切替歯車６６ｈを備える。

入力歯車６６ｂには駆動歯車６２が連結されて駆動源４５から得られる動力が入力される。また、入力歯車６６ｂは同軸上に太陽歯車６６ｃが接続される。遊星歯車６６ｄは例えば３個が太陽歯車６６ｃの周囲に太陽歯車６６ｃの軸線を中心として等角度間隔で太陽歯車６６ｃに連結するように配置され、太陽歯車６６ｃの周囲で自転しながら公転する。遊星キャリア６６ｅは遊星歯車６６ｄの公転運動に倣って回転する。出力歯車６６ｆは遊星キャリア６６ｅの外周面に設けられ、その動力伝達経路の下流側に位置する動力伝達規制部６４の入力歯車６４ｂに連結する。

内歯車６６ｇは遊星歯車６６ｄの外側で遊星歯車６６ｄに連結する外輪歯車であって、切替歯車６６ｈの内側に設けられる。切替歯車６６ｈは係止歯車６７に連結する。係止歯車６７はその回転軸６７ａを介して回転可能に支持部材６１に支持され、シート材Ｓの位置検知機構６８に接続する。

シート材Ｓの位置検知機構６８は、図８、図１０及び図１１に示すように係合部６８ａ、レバー作動軸６８ｂ、レバー作動カム部６８ｃ、レバー６８ｄ、爪６８ｅ及び爪係止カム６８ｆを備える。

図１０に示すように、係合部６８ａは位置検知機構６８と供給部５０とが近接する箇所であって、供給部５０よりもシート材供給方向の上流側に設けられる。係合部６８ａは供給部５０の連結部材５５に設けられたセクター歯車（不図示）とレバー作動軸６８ｂの前側の一端に設けられ、セクター歯車と係合する歯車（不図示）とを備える。セクター歯車は供給ローラ５２の回転軸５２ａを中心として垂直面内で揺動する連結部材５５とともに一定の角度範囲で略上下方向に往復運動を行う扇形形状をなす。これにより、ピックアップローラ５１が上下方向に変位すると、連結部材５５、セクター歯車及びこれに係合する歯車を介してレバー作動軸６８ｂがその軸線回りに回転する。

レバー作動軸６８ｂはシート材供給方向と交差する方向、すなわち画像形成装置１の前後方向に沿って延び、回転可能にして筐体部４１に設けられる。レバー作動軸６８ｂの前側の一端に係合部６８ａが形成され、後側の一端にレバー作動カム部６８ｃが形成される。

レバー作動カム部６８ｃはレバー作動軸６８ｂの回転端面に設けられたピン６８ｇとレバー６８ｄに設けられた長穴部６８ｈとを備える。ピン６８ｇはレバー作動軸６８ｂの回転端面から外側に向かって、レバー作動軸６８ｂの軸線方向と平行をなして突出する。ピン６８ｇはその軸線がレバー作動軸６８ｂの軸線位置から径方向外側に所定距離隔てた箇所に配置される。長穴部６８ｈはレバー作動軸６８ｂの回転端面が延びる方向、すなわちレバー作動軸６８ｂの軸線方向と交差する方向に沿って延びる。長穴部６８ｈにはピン６８ｇが挿入され、これに係合する。これにより、レバー作動軸６８ｂが回転すると、ピン６８ｇがレバー作動軸６８ｂ回りに回転し、ピン６８ｇが係合する長穴部６８ｈの形状に倣ってレバー６８ｄが変位する。

レバー６８ｄはシート材供給方向と交差する方向、すなわち画像形成装置１の前後方向に沿って延びる回転軸６８ｊを介して回転可能に筐体部４１に設けられる。レバー６８ｄは回転軸６８ｊの箇所からシート材供給方向の上流側に向かって延び、先端に爪６８ｅが設けられ、そのほぼ中間部に長穴部６８ｈが設けられる。

爪６８ｅは爪係止カム６８ｆと係合する。なお、レバー６８ｄはその回転軸６８ｊの周囲に設けられたねじりばね６８ｋの弾性により、爪６８ｅが爪係止カム６８ｆと係合する方向、すなわち図８、図１０及び図１１において爪６８ｅが下方に向かう方向に付勢される。

爪係止カム６８ｆは係止歯車６７の回転軸６７ａと軸線を一致させて係止歯車６７の回転端面に隣接し、係止歯車６７の回転に従って回転する。図１１に示すように、爪係止カム６８ｆと係止歯車６７との間にはスライド起動部６７ｂが設けられ、係止歯車６７と支持部材６１との間には回転規制部６７ｃが設けられる。スライド起動部６７ｂは爪係止カム６８ｆと係止歯車６７との各々に設けられた互いに係合する突起部から成る。回転規制部６７ｃは係止歯車６７と支持部材６１との各々に設けられた互いに係合する突起部から成る。

係止歯車６７はその軸線方向に沿って、爪係止カム６８ｆと支持部材６１との間でスライド移動が可能となっている。係止歯車６７と支持部材６１との間にはばね６７ｄが設けられる。ばね６７ｄは係止歯車６７が爪係止カム６８ｆに接近する方向に係止歯車６７を付勢している。

上記位置検知機構６８の構成によれば、収容カセット４２からのシート材Ｓの供給が進み、ピックアップローラ５１の位置が下がると、係合部６８ａの作用によりレバー作動軸６８ｂが図８において反時計回りに回転する。これにより、レバー作動カム部６８ｃのピン６８ｇが長穴部６８ｈの内部を図８における下方に向かって移動し、レバー６８ｄは図８において時計回りに回転する。すなわち、爪６８ｅが下方に向かい、爪係止カム６８ｆと係合する。

爪６８ｅが爪係止カム６８ｆと係合して爪係止カム６８ｆの回転が規制されると、スライド起動部６７ｂはその突起部の作用と係止歯車６７が切替歯車６６ｈから受ける回転力との作用により、ばね６７ｄの弾性力に抗して係止歯車６７を支持部材６１に向かってスライド移動させる。係止歯車６７が支持部材６１に接近すると回転規制部６７ｃの突起部の作用により、爪係止カム６８ｆ及び係止歯車６７が支持部材６１に回転不能に係合して爪係止カム６８ｆ及び係止歯車６７の回転規制が保持される。

位置検知機構６８の作用により係止歯車６７の回転が停止し、切替歯車６６ｈの回転が停止すると内歯車６６ｇが固定要素となる。これにより、遊星歯車機構６６は入力歯車６６ｂに入力された動力を減速して出力歯車６６ｆに伝達し、出力歯車６６ｆから動力伝達規制部６４へと出力することができる。このようにして、動力伝達切替機構６３は駆動源４５から不思議遊星歯車機構６５への動力の伝達をオンにする。

一方、係止歯車６７及び切替歯車６６ｈが回転可能であり、内歯車６６ｇが固定要素として機能しない場合、出力歯車６６ｆは動力伝達規制部６４との連結で生じる負荷により適正に回転しない。すなわち、内歯車６６ｇ及び切替歯車６６ｈが空回りし、入力歯車６６ｂに入力された動力は出力歯車６６ｆから出力されない。このようにして、動力伝達切替機構６３は駆動源４５から不思議遊星歯車機構６５への動力の伝達をオフにする。

動力伝達規制部６４は動力伝達切替機構６３に連結されて駆動源４５から得られる動力を受ける。動力伝達規制部６４は駆動源４５から不思議遊星歯車機構６５へと続く動力伝達経路上の動力伝達切替機構６３と不思議遊星歯車機構６５との間に設けられる。

動力伝達規制部６４はその回転軸６４ａを介して回転可能に支持部材６１に支持される。動力伝達規制部６４は入力歯車６４ｂ、出力歯車６４ｃ及び規制部材６４ｄを備える。

入力歯車６４ｂには動力伝達切替機構６３の出力歯車６６ｆが連結されて駆動源４５から得られる動力が入力される。入力歯車６４ｂと出力歯車６４ｃとは規制部材６４ｄを介して同軸上に接続される。規制部材６４ｄは入力歯車６４ｂと出力歯車６４ｃとの間に配置される。規制部材６４ｄは一方向にのみ動力を伝達する機能部材、例えばキックスプリングやワンウェイクラッチなどから成る。動力伝達切替機構６３が駆動源４５から不思議遊星歯車機構６５への動力の伝達をオフにしている場合に、動力伝達規制部６４は規制部材６４ｄの作用によって出力歯車６４ｃが意図しない回転を起こさないようにする。

不思議遊星歯車機構６５は動力伝達規制部６４に連結されて駆動源４５から得られる動力を受ける。不思議遊星歯車機構６５はその回転軸６５ａを介して回転可能に支持部材６１に支持される。不思議遊星歯車機構６５は、図８、図９及び図１２に示すように入力歯車６５ｂ、遊星歯車６５ｄ、遊星キャリア６５ｅ、固定内歯車６５ｆ及び可動内歯車６５ｇを備える。

入力歯車６５ｂには動力伝達規制部６４の出力歯車６４ｃが連結されて駆動源４５から得られる動力が入力される。また、入力歯車６５ｂは同軸上に遊星キャリア６５ｅが接続される。遊星キャリア６５ｅの外周部には例えば３個の遊星歯車６５ｄが設けられる。３個の遊星歯車６５ｄは入力歯車６５ｂの軸線を中心として等角度間隔で配置され、自転しながら入力歯車６５ｂの軸線回りに公転する。遊星歯車６５ｄは固定内歯車６５ｆ及び可動内歯車６５ｇに連結する。固定内歯車６５ｆ及び可動内歯車６５ｇは入力歯車６５ｂと軸線を一致させて並べて配置される。固定内歯車６５ｆは支持部材６１に回転不能に固定される。可動内歯車６５ｇには回転軸６５ａが接続される。

不思議遊星歯車機構６５の減速比は下記式（１）で表される。例えば、可動内歯車の歯数を４４とし、固定内歯車の歯数を４１とすると、不思議遊星歯車機構６５の減速比は３／４４となる。不思議遊星歯車機構６５はその比較的大きな減速比の作用によりセルフロック機能（自己保持機能）を有する。これにより、出力側である回転軸６５ａ側からの負荷によって逆回転しないようになっている。

式（１） 減速比＝（可動内歯車の歯数−固定内歯車の歯数）／可動内歯車の歯数

不思議遊星歯車機構６５の回転軸６５ａの軸線は積載板変位機構４４の回転シャフト４４ａの軸線と一致する。そして、不思議遊星歯車機構６５の回転軸６５ａの前側の端部及び積載板変位機構４４の回転シャフト４４ａの後側の端部の箇所にはカップリング部６９が設けられる（図２及び図６参照）。カップリング部６９は例えば不思議遊星歯車機構６５の回転軸６５ａの前側の端部に設けた凹部と、積載板変位機構４４の回転シャフト４４ａの後側の端部に設けた凸部とから成る（ともに不図示）。カップリング部６９のそれら凹部及び凸部は互いに係合可能な形状になっている。

収容カセット４２を筐体部４１に装着すると、カップリング部６９を介して不思議遊星歯車機構６５の回転軸６５ａと積載板変位機構４４の回転シャフト４４ａとが係合して連結する。これにより、駆動源４５から得られる動力を積載板変位機構４４の回転シャフト４４ａに伝達することができる。なお、カップリング部６９による不思議遊星歯車機構６５の回転軸６５ａと積載板変位機構４４の回転シャフト４４ａとの係合は、収容カセット４２を筐体部４１から引き出すことで容易に解除することができる。

続いて、シート材供給装置４０の動力伝達機構６０の動作について、図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は動力伝達機構６０の動作を示すタイミングチャートである。図１４は動力伝達経路における動力伝達切替機構６３の位置が及ぼす影響を示す説明図である。

図１３に示すタイムチャートは上から順に、収容カセット４２の内部に積載されたシート材Ｓの量と、積載されたシート材Ｓのうち最上層のシート材Ｓの位置（ピックアップローラ５１の位置）と、レバー６８ｄの先端の爪６８ｅと爪係止カム６８ｆとの係合状態と、積載板変位機構４４への動力伝達のオン／オフと、の時系列変化を表している。

シート材Ｓの供給の初期段階（時刻ｔ０）では、最上層のシート材Ｓが所定の上限位置でピックアップローラ５１に接触している。このとき、シート材Ｓの位置検知機構６８の作用によりレバー作動カム部６８ｃがレバー６８ｄの爪６８ｅ側を押し上げ、爪６８ｅと爪係止カム６８ｆとの係合が解除されている。そして、係止歯車６７及び切替歯車６６ｈが回転可能であるので、遊星歯車機構６６の入力歯車６６ｂに入力された動力は出力歯車６６ｆから出力されない。すなわち、駆動源４５から積載板変位機構４４への動力伝達がオフになっている。

シート材Ｓの供給が進むと、収容カセット４２に積載されたシート材Ｓの量が減少し、それに伴って最上層のシート材Ｓの位置も徐々に低くなる。すなわち、シート材Ｓの位置検知機構６８の作用によりレバー作動カム部６８ｃがレバー６８ｄの爪６８ｅ側を徐々に引き下げる。

最上層のシート材Ｓが所定の下限位置に到達すると、徐々に下方に向かっていた爪６８ｅが爪係止カム６８ｆと係合する。これにより、係止歯車６７が支持部材６１に接近して爪係止カム６８ｆ及び係止歯車６７の回転規制が保持される。そして、係止歯車６７及び切替歯車６６ｈが回転不可になるので、遊星歯車機構６６の入力歯車６６ｂに入力された動力は出力歯車６６ｆから出力される。すなわち、駆動源４５から積載板変位機構４４への動力伝達がオンになる。

積載板変位機構４４へ動力が伝達されると、回転シャフト４４ａ及び押上レバー４４ｂが回転し、押上レバー４４ｂにより押し上げられるシート材積載板４３のシート材供給方向下流部が上昇する。最上層のシート材Ｓが所定の上限位置に到達すると、レバー６８ｄの爪６８ｅが上方に向かって爪係止カム６８ｆとの係合が解除される。そして、遊星歯車機構６６の入力歯車６６ｂに入力された動力は出力歯車６６ｆから出力されず、駆動源４５から積載板変位機構４４への動力伝達がオフになる。

また、図１４の上部には実施例及び比較例の動力伝達経路を示し、下部には動力伝達経路上の構成要素の位置に対応した係止歯車６７及び爪係止カム６８ｆの回転角速度を示している。動力伝達経路上の構成要素のうち、「切替機構」は動力伝達切替機構６３を表し、「アイドル」は中間機構（動力伝達規制部６４）を表し、「減速機構」は不思議遊星歯車機構６５を表している。

図１４によれば、実施例では動力伝達切替機構６３が不思議遊星歯車機構６５よりも入力に対して近くなり、係止歯車６７及び爪係止カム６８ｆの回転角速度は減速前の角速度になる。これにより、単位時間当たりの爪係止カム６８ｆの周方向における移動距離が比較的長くなるので、動力伝達の切替精度を向上させることができる。

一方、比較例では動力伝達切替機構６３が不思議遊星歯車機構６５よりも入力に対して遠くなり、係止歯車６７及び爪係止カム６８ｆの回転角速度は減速後の角速度になる。これにより、単位時間当たりの爪係止カム６８ｆの周方向における移動距離が比較的短くなるので、好適な動力伝達の切替精度を得ることが困難になる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態のシート材供給装置について、図１５を用いて説明する。図１５はシート材供給装置の動力伝達機構の不思議遊星歯車機構の水平断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。

第２実施形態のシート材供給装置４０は、図１５に示すように動力伝達機構６０の不思議遊星歯車機構６５が固定内歯車６５ｈを備える。固定内歯車６５ｈは動力伝達機構６０の支持部材６１に一体として形成される。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態のシート材供給装置について、図１６を用いて説明する。図１６はシート材供給装置の動力伝達機構の概略背面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。

第３実施形態のシート材供給装置４０は、図１６に示すように動力伝達機構６０が不思議遊星歯車機構６５を備える。この動力伝達機構６０は第１実施形態で見られた動力伝達切替機構６３及び動力伝達規制部６４を備えていない。

また、シート材Ｓの位置検知機構としては、例えばピックアップローラ５１の下限センサー５６を利用する（図５参照）。下限センサー５６は例えば透過型光センサーから成り、供給部５０の連結部材５５の所定箇所が下降してその光路を遮蔽することを検知する。

シート材Ｓの供給が進むと、収容カセット４２に積載されたシート材Ｓの量が減少し、それに伴って最上層のシート材Ｓの位置も徐々に低くなる。そして、所定の下限位置までピックアップローラ５１の位置が低くなったことを、下限センサー５６が連結部材５５の下降によって検知する。これにより、駆動源４５の駆動をオンにする制御信号が送信され、不思議遊星歯車機構６５を介して駆動源４５の動力が積載板変位機構４４へ伝達される。駆動源４５は最上層のシート材Ｓが所定の上限位置に到達するまでの期間だけ駆動がオンにされる。

上記第１、第２及び第３の実施形態のように、画像形成装置１のシート材供給装置４０は、上面にシート材Ｓが積載されるシート材積載板４３と、シート材積載板４３に積載されたシート材Ｓの最上層に上方から接触するピックアップローラ５１と、シート材積載板４３を上方に変位させる積載板変位機構４４と、駆動源４５から得られる動力を積載板変位機構４４に伝達する動力伝達機構６０と、動力伝達機構６０に設けられる不思議遊星歯車機構６５とを備える。

この構成によると、不思議遊星歯車機構６５が有する簡便な構成で、減速機能を作用させながらセルフロック機能（自己保持機能）を作用させることができる。これにより、積載板変位機構４４側からの負荷によって不思議遊星歯車機構６５が逆回転することを防止することができる。すなわち、簡便な構成で、意図しないシート材積載板４３の下方への変位を抑制することが可能になる。

また、第１及び第２の実施形態のシート材供給装置４０には、駆動源４５から不思議遊星歯車機構６５への動力の伝達をオンオフする動力伝達切替機構６３が設けられる。

この構成によると、動力伝達切替機構６３が不思議遊星歯車機構６５よりも入力に対して近くなり、係止歯車６７及び爪係止カム６８ｆの回転角速度は減速前の角速度になる。これにより、単位時間当たりの爪係止カム６８ｆの周方向における移動距離が比較的長くなるので、動力伝達の切替精度を向上させることができる。

また、積載板変位機構４４がシート材積載板４３を上方に移動させるための回転シャフト４４ａを備え、不思議遊星歯車機構６５の回転軸６５ａの軸線が積載板変位機構４４の回転シャフト４４ａの軸線と一致する。

この構成によると、動力伝達の切替精度をより一層向上させることができる。

また、第１実施形態のシート材供給装置４０は、シート材供給装置４０は不思議遊星歯車機構６５の回転軸６５ａを支持する支持部材６１を備え、支持部材６１に不思議遊星歯車機構６５の固定内歯車６５ｆが固定される。また、第２実施形態のシート材供給装置４０では、支持部材６１に不思議遊星歯車機構６５の固定内歯車６５ｈが一体として形成される。

これらの構成によると、積載板変位機構４４の回転シャフト４４ａに係る負荷や不思議遊星歯車機構６５の回転軸６５ａとの係合に係る衝撃に対して、簡便な構成によって剛性を確保することが可能である。

また、第１及び第２の実施形態のシート材供給装置４０は、動力伝達切替機構６３が遊星歯車機構６６を有する。

この構成によると、動力伝達機構６０をより一層簡便な構成にすることができる。

また、第１及び第２の実施形態のシート材供給装置４０では、動力伝達切替機構６３と不思議遊星歯車機構６５との間に、一方向にのみ動力を伝達するための動力伝達規制部６４が設けられる。

この構成によると、動力伝達切替機構６３が駆動源４５から不思議遊星歯車機構６５への動力の伝達をオフにしている場合に、動力伝達規制部６４の規制部材６４ｄの作用によって動力伝達規制部６４の出力歯車６４ｃが意図しない回転を起こさないようにすることができる。これにより、不思議遊星歯車機構６５への動力の伝達の遮断を確実に実現することが可能になる。

また、第１及び第２の実施形態のシート材供給装置４０は、動力伝達切替機構６３がシート材積載板４３に積載されたシート材Ｓの供給が所定量進んだ場合に動力の伝達をオンにするためのシート材Ｓの位置検知機構６８を備える。

この構成によると、シート材Ｓの供給量に対応して積載板変位機構４４への動力伝達のオンオフを制御することができる。これにより、意図しないシート材積載板４３の下方への変位を抑制しながら、シート材Ｓの供給性能を好適に維持することが可能である。

さらに、上記構成のシート材供給装置４０と、動力伝達機構６０に動力を与える駆動源５とを画像形成装置１に搭載した。さらに、駆動源５はピックアップローラ５１にも動力を与える。

これらの構成によると、画像形成装置１において動力源の削減を図ることができる。したがって、部品点数、生産工数の低減が図られた簡便な構成で、意図しないシート材積載板４３の下方への変位を抑制することが可能な画像形成装置１を提供することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、上記実施形態ではシート材供給装置４０を備えた画像形成装置１が中間転写ベルト１１を用いて複数色の画像を順次重ねて形成する所謂タンデム型のカラー印刷用画像形成装置であるが、このような機種に限定されるわけではなく、タンデム型ではないカラー印刷用画像形成装置やモノクロ印刷用の画像形成装置であっても構わない。

本発明はシート材供給装置及び画像形成装置において利用可能である。

１ 画像形成装置
５ 駆動源
４０ シート材供給装置
４１ 筐体部
４２ 収容カセット
４３ シート材積載板
４４ 積載板変位機構
４４ａ 回転シャフト
４４ｂ 押上レバー
４５ 駆動源
５０ 供給部
５１ ピックアップローラ
５２ 供給ローラ
６０ 動力伝達機構
６１ 支持部材
６３ 動力伝達切替機構
６４ 動力伝達規制部
６５ 不思議遊星歯車機構
６５ａ 回転軸
６５ｆ、６５ｈ 固定内歯車
６６ 遊星歯車機構
６７ 係止歯車
６８ 位置検知機構（シート材位置検知機構）

Claims (8)

1. 上面にシート材が積載されるシート材積載板と、
   前記シート材積載板に積載されたシート材の最上層に上方から接触するピックアップローラと、
   前記シート材積載板を上方に変位させる積載板変位機構と、
   駆動源から得られる動力を前記積載板変位機構に伝達する動力伝達機構と、
   前記動力伝達機構に設けられる不思議遊星歯車機構と
   を備え、
   駆動源から前記不思議遊星歯車機構への動力の伝達をオンオフする動力伝達切替機構をさらに備え、
   前記動力伝達切替機構が遊星歯車機構を有する
   ことを特徴とするシート材供給装置。
2. 前記積載板変位機構が前記シート材積載板を上方に移動させるための回転軸を備え、前記不思議遊星歯車機構の回転軸の軸線が前記積載板変位機構が有する前記回転軸の軸線と一致することを特徴とする請求項１に記載のシート材供給装置。
3. 前記不思議遊星歯車機構の回転軸を支持する支持部材を備え、前記支持部材に前記不思議遊星歯車機構の固定内歯車が固定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシート材供給装置。
4. 前記支持部材に前記不思議遊星歯車機構の固定内歯車が一体として形成されることを特徴とする請求項３に記載のシート材供給装置。
5. 前記動力伝達切替機構と前記不思議遊星歯車機構との間に、一方向にのみ動力を伝達するための動力伝達規制部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のシート材供給装置。
6. 前記動力伝達切替機構が前記シート材積載板に積載されたシート材の供給が所定量進んだ場合に動力の伝達をオンにするためのシート材位置検知機構を備えることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のシート材供給装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載のシート材供給装置と、
   前記動力伝達機構に動力を与える駆動源と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
8. 前記駆動源が前記ピックアップローラに動力を与えることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。