JP6335469B2 - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート給送装置及び画像形成装置に関し、特にシート給送手段をシートに押し付けるための付勢部材の取り付け構造に関する。

従来、複写機、プリンタ等の画像形成装置では、シート収納手段に収納されたシートを給送するシート給送装置を備えている。このようなシート給送装置では、シート給送手段であるピックアップローラをシート収納手段である給紙カセットにセットされたシートに押し付けた状態で回転させることにより、シートを送り出す。ここで、ピックアップローラは、給紙カセットの上方に回動自在に設けられたピックアップアームの先端部に回転自在に保持されており、ピックアップローラをシートに押し付けるためには、ピックアップローラを付勢部材により下方に付勢する。

このようなシート給送装置としては、付勢部材として捩じりコイルバネを用い、この捩じりコイルバネを、ピックアップアームを回動自在に保持する回動軸と同軸上に設けてピックアップアームを付勢するものがある（特許文献１参照）。そして、捩じりコイルバネをピックアップアームと同軸上に設け、捩じりコイルバネの一端をフレームに、他端をピックアップアームに係止することにより、ピックアップアームへの捩じりコイルバネによる加圧力を効果的に付勢力として用いることができる。

特開平７−１９６１７９号公報

ここで、従来のシート給送装置において、捩じりコイルバネによりピックアップアームを加圧する場合、捩じりコイルバネが突っ張り、このときの突っ張る力が直接、回動軸に働いてしまう。この結果、ピックアップアームの回動軸が駆動手段により回転する回転軸の場合、回転軸に加わる負荷が増加し、回転軸を駆動するのに必要なトルクが大きくなる。これに伴い、消費電力が上昇するだけでなく、大型の駆動源が必要となってシート給送装置全体が大型化する。

また、近年、軽量化の観点から回転軸として金属軸ではなく、樹脂軸を用いる機会が増えているが、樹脂は一般的に金属よりも柔らかいため、回転軸に大きな負荷がかかってしまうと、回転軸が削れたり、大きく撓んで変形を起こしたりする。そして、回転軸が削れたりすると、例えば回転軸が搬送ローラのローラ軸の場合、搬送ローラの回転が阻害され、搬送ローラの下流に設けられた引き抜きローラによる搬送ローラからのシート引抜き力が増加する。この結果、駆動源がローラ軸を駆動する際に必要なトルクが大きくなり、消費電力の上昇や、装置全体の大型化を招く。なお、これは捩じりコイルバネを使用する場合に限らず、付勢部材として圧縮バネ等の弾性部材を用いる場合においても同様である。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、回転軸に加わる負荷を低減することのできるシート給送装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、シート給送装置において、シートを保持するシート保持手段と、前記シート保持手段に保持されたシートに上方から接離可能に当接してシートを送り出すシート給送回転体と、駆動手段により回転する回転軸と、前記回転軸を回転自在に軸支する軸受部と、前記軸受部を支持するフレームと、前記回転軸に上下方向に回動自在に設けられ、前記シート給送回転体を回転可能に支持する支持部材と、前記軸受部の外周に巻きかけられるコイル部と、前記コイル部から延び前記フレームに係止される一端部と、前記コイル部から延び前記支持部材に係止される他端部と、を有し、前記支持部材を付勢して前記シート給送回転体をシートに押し付けるコイルバネと、を備えた、ことを特徴とするものである。
また、本発明は、シート給送装置において、シートを保持するシート保持手段と、前記シート保持手段に保持されたシートに当接してシートを送り出すシート給送回転体と、駆動手段により回転する回転軸と、前記回転軸を回転自在に軸支する軸受部と、前記軸受部を支持するフレームと、前記回転軸を中心に回動自在に設けられ、前記シート給送回転体を回転可能に支持する支持部材と、前記軸受部の外周に巻きかけられるコイル部を有し、前記シート給送回転体が前記シート保持手段に向けて付勢されるように、前記支持部材を付勢するコイルバネと、を備えた、ことを特徴とするものである。

本発明によると、回転軸に加わる負荷を低減することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるカラー画像形成装置の概略構成を示す図。 上記シート給送装置の構成を説明する斜視図。 上記シート給送装置の構成を説明する正面断面図。 上記シート給送装置に設けられた捩じりコイルバネの取り付け構造を説明する図。 上記シート給送装置の駆動源と軸受けの配置を説明する図。 本発明の第２の実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する正面断面図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。図１において、１００はカラー画像形成装置、１０１は画像形成装置本体（以下、装置本体と言う）、１０２はシートに画像を形成する４ドラムフルカラー方式の画像形成部、１０３は装置本体１０１の下部に設けられたシート給送装置である。

画像形成部１０２は、露光装置７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色のトナー画像を形成する４個のプロセスカートリッジＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを備えている。そして、各プロセスカートリッジＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、感光体ドラム６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）と、現像器８（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）等を備えている。

これらプロセスカートリッジＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは互いに異なるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成となっている。そして、例えば、イエロートナー像を形成するプロセスカートリッジＰａの場合、時計回りに回転駆動される感光体ドラム６ａの表面は、画像情報の信号に基づいて駆動される露光装置７ａによって露光走査され、静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器８ａによりイエローでトナー像として現像され、これにより感光体ドラム上にイエローのトナー像が形成される。なお、他のプロセスカートリッジＰｂ〜Ｐｄにおいても、同様にしてマゼンタ、シアン及びブラックのトナー像が感光体ドラム上に形成される。ただし、色数は４色に限定されるものではなく、色の並び順もこの限りではない。

また、画像形成部１０２は、プロセスカートリッジＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの上方に配された中間転写ユニット１０４を備えている。中間転写ユニット１０４は、駆動ローラ１及びテンションローラ３等に巻き掛けられた中間転写ベルト２、転写クリーニング装置４を備えている。また、中間転写ユニット１０４は、中間転写ベルト２の内側に設けられ、感光体ドラム６に対向した位置で中間転写ベルト２に当接して１次転写部Ｔ１（Ｔ１ａ，Ｔ１ｂ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｄ）を構成する１次転写ローラ５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）を備えている。ここで、中間転写ベルト２は、フィルム状部材で構成されると共に各感光体ドラム６に接するように配置され、不図示の駆動部により駆動される駆動ローラ１により矢印方向に回転する。

そして、この中間転写ベルト２に１次転写ローラ５によって正極性の転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム６上の負極性を持つ各色トナー像が順次中間転写ベルト２に多重転写される。これにより、中間転写ベルト２上にはカラー画像が形成される。なお、中間転写ユニット１０４の駆動ローラ１と対向する位置には、中間転写ベルト２上に形成されたカラー画像をシートに転写する２次転写部Ｔ２を構成する２次転写ローラ１５が設けられている。

シート給送装置１０３は、シート収納手段である給紙カセット１１の上方に配設され、給紙カセット１１に収納されたシートに上方から接離可能に当接してシートを送り出すシート給送手段であるピックアップローラ（シート給送ローラ）１２等を備えている。そして、中間転写ベルト２への画像形成動作に並行して給紙カセット１１に収納されたシートＳを給送する。シート給送装置１０３により給送されたシートＳは、この後、レジストレーションローラ対１４に搬送され、このレジストレーションローラ対１４によって斜行が補正される。そして、斜行が補正された後、シートＳは、レジストレーションローラ対１４により、中間転写ベルト２に形成されたカラー画像とシートの先端とが一致するタイミングで２次転写部Ｔ２に搬送される。

２次転写部Ｔ２では画像形成部１０２で形成されたトナー像がシートＳ上に一括して転写される。次に、このようにトナー像が転写されたシートＳは、定着部１６に搬送され、定着部１６において熱及び圧力を受けてシートＳにカラーの画像として定着される。この後、画像が定着されたシートＳは、排紙ローラ対１７によって装置本体上面に設けられた積載部１８に積載される。

シート給送装置１０３は、ピックアップローラ１２の他、図２及び図３に示すようにピックアップローラ１２のシート給送方向下流に配され、ピックアップローラ１２により送り出されたシートを搬送するフィードローラ１３を備えている。さらに、シート搬送ローラであるフィードローラ１３に圧接し、フィードローラ１３に対して連れ回り（従動回転）可能な分離部であるリタードローラ（分離ローラ）９を備えている。そして、フィードローラ１３と、フィードローラ１３に圧接可能に支持されたリタードローラ９とにより構成される分離手段である分離ローラ対１０３Ａより、ピックアップローラ１２により送り出されたシートを分離する分離部が構成される。なお、シートの給送が開始されるまでは、リタードローラ９はフィードローラ１３から離間している。なお、分離手段は、分離部として分離ローラの代わりに摩擦係数の高い分離パッドを用いてもよい。

また、図２及び図３において、２３は、後述する図５に示す駆動手段である給紙モータ３０により回転する回転軸であるフィードローラ軸である。２０はピックアップローラ１２を回転自在に保持すると共に、フィードローラ軸２３を支点として上下方向に回動自在に設けられた保持手段であるピックアップアームである。なお、このピックアップアーム２０は、シートを給送する際、ピックアップローラ１２により送り出されたシートを分離ローラ対１０３Ａに案内するガイド手段を兼ねている。

フィードローラ軸２３は、既述した図１に示す給紙フレーム１０に設けられた軸受け２１ａ，２１ｂによって回転可能に支持（軸支）されると共に、フィードローラ軸２３には、駆動ギア２４ａが取り付けられている。そして、フィードローラ軸２３が回転すると、駆動ギア２４ａ及びアイドラギア２４ｂを介してピックアップローラ１２に取り付けられたローラギア２４ｃが回転し、ピックアップローラ１２が回転する。

９ａはリタードローラ軸であり、このリタードローラ軸９ａには不図示のトルクリミッタを介してリタードローラ９が設けられている。そして、このリタードローラ軸９ａには不図示の駆動伝達機構によりフィードローラ軸２３の回転が伝達され、これによりフィードローラ軸２３が回転すると、リタードローラ軸９ａはシート搬送方向と逆方向（以下、逆送方向という）に回転する。そして、このようにリタードローラ軸９ａが回転すると、トルクリミッタを介してリタードローラ軸９ａの回転がリタードローラ９に伝達され、リタードローラ９が逆送方向に回転する。

このように構成することにより、分離部に２枚以上のシートが進入したときには、トルクリミッタを介してリタードローラ軸９ａの回転がリタードローラ９に伝達されてリタードローラ９が逆送方向に回転する。これにより、シートの重送を防止することができる。なお、分離部に入り込むシートが１枚の場合、又はシートが入り込んでいない場合、フィードローラ１３とリタードローラ９の間の摩擦力によるトルクが、トルクリミッタのリタードローラ９を逆送方向に回転させるトルクを上回るようになる。この場合は、トルクリミッタが空転し、これによりリタードローラ９はシート搬送方向へフィードローラ１３に連れ回って回転する。

２２は、ピックアップアーム２０を上方より付勢する付勢部材である捩じりコイルバネであり、この捩じりコイルバネ２２によってピックアップアーム２０を付勢することにより、シートＳに対するピックアップローラ１２の当接力が与えられる。

次に、このように構成されたシート給送装置１０３のシート給送動作について説明する。ピックアップローラ１２がシート最上面に当接した状態で給紙モータ３０が回転すると、フィードローラ１３とピックアップローラ１２がシート給送方向及びシート搬送方向へ回転する。また、リタードローラ軸９ａは逆送方向へ回転する。ここで、リタードローラ９はフィードローラ１３に当接しているため、ローラ間の摩擦力がトルクリミッタのトルクを上回り、リタードローラ９はシート搬送方向に連れ回りする。

そして、ピックアップローラ１２によって給紙カセット１１からシートＳが給送されると、シートＳはフィードローラ１３とリタードローラ９とにより構成される分離部に搬送されて１枚ずつ分離される。次に、分離されたシートＳは、リタードローラ９を連れ回りさせながら回転するフィードローラ１３により、レジストレーションローラ対１４に搬送され、斜行が補正される。

ここで、本実施の形態において、捩じりコイルバネ２２は、直接ピックアップローラ１２を付勢するのではなく、既述したようにピックアップアーム２０を付勢することにより、ピックアップローラ１２をシートに当接させている。そして、ピックアップアーム２０を付勢するため、図４に示す捩じりコイルバネ２２の一端２２ａを既述した図１に示す給紙フレーム１０に取り付け、捩じりコイルバネ２２の他端２２ｂをピックアップアーム２０に取り付けている。

このように捩じりコイルバネ２２を取り付けた場合、捩じりコイルバネ２２が突っ張り、捩じりコイルバネ２２の両端２２ａ，２２ｂで当接力が発生する。しかし、このように捩じりコイルバネ２２の両端２２ａ，２２ｂで当接力を発生させる構成の場合、捩じりコイルバネ２２の特性上、捩じりコイルバネ２２には捩じりコイルバネ２２そのものを移動させようとする反力が発生する。

ここで、捩じりコイルバネ２２を、フィードローラ軸２３に設けた場合、反力は捩じりコイルバネ２２を保持しているフィードローラ軸２３へ働く。そして、このような反力がフィードローラ軸２３へ働いた場合、フィードローラ軸２３を駆動するのに必要なトルクが大きくなり、これに伴い給紙モータ３０が大型化すると共に消費電力が上昇する。

そこで、本実施の形態では、図４に示すように捩じりコイルバネ２２をフィードローラ軸２３ではなく、フィードローラ軸２３を支持している軸方向中央側の軸受け２１ａの外周面に巻きかけるようにしている。これにより、捩じりコイルバネ２２の反力が軸受け２１ａにかかるようにしている。

なお、本実施の形態において、給紙フレーム１０は、既述したように軸受け２１ａ，２１ｂを備えると共に、軸受け２１ａ，２１ｂを上方から覆うように設けられている。また、フィードローラ側に位置する軸受け２１ａには軸方向に延在する不図示の取り付け部が設けられており、給紙フレーム１０は、ピックアップアーム２０を軸受け２１ａの取り付け部の外周に回動可能に取り付けるための摺動部２０ａを備えている。そして、この摺動部２０ａに捩じりコイルバネ２２を巻きかけるようにしている。これにより、捩じりコイルバネ２２の一端２２ａによって付勢されている捩じりコイルバネ２２の反力を、軸受け２１ａを介して給紙フレーム１０で受けることが可能となり、フィードローラ軸２３の負荷を低減させることができる。

また、捩じりコイルバネ２２の他端２２ｂによって付勢されているピックアップアーム２０の反力を軸受け２１ａで受けることができる。これにより、捩じりコイルバネ２２の他端２２ｂによって付勢されている捩じりコイルバネ２２の反力を、軸受け２１ａを介して給紙フレーム１０で受けることが可能となり、フィードローラ軸２３の負荷を低減させることができる。

ところで、シートＳを給送する際、フィードローラ１３はシートＳから反力を受ける。言い換えれば、フィードローラ１３は、シートＳを給送する際に反力を受ける部分である。このことから、フィードローラ軸２３を支持する軸受け２１ａは、フィードローラ１３に十分近い、フィードローラ１３の軸方向の両側近傍のどちらかに配置されることが好ましい。

このことから、本実施の形態においては、図５に示すようにフィードローラ１３と給紙モータ３０の間、つまりフィードローラ１３の給紙モータ側に軸受け２１ａを配置している。なお、このような位置に軸受け２１ａを配置した場合、フィードローラ１３は給紙フレーム１０に対して片持ち支持される。このことから、フィードローラ１３の給紙モータ３０と反対側の前側にスペースを確保することが可能となり、フィードローラ１３の交換性を向上させることができる。

以上説明したように、本実施の形態においては、ピックアップアーム２０を、一端が給紙フレーム１０に係止され、他端がピックアップアーム２０に係止された捩じりコイルバネ２２により、ピックアップローラ１２をシートに押し付けるよう付勢している。そして、このように構成することにより、ピックアップローラ１２をシートに押し付ける際、給紙フレーム１０に捩じりコイルバネ２２の突っ張る力を受けさせることができる。

これにより、ピックアップローラ１２をシートに押し付ける際、フィードローラ軸２３にかかる負荷を低減することができ、フィードローラ軸２３の削れや、撓み変形を防ぐことができる。この結果、小型で消費電力の少ない給紙モータ３０（駆動源）を用いることができ、シート給送装置１０３を備えた画像形成装置本体１０１全体の消費電力の低下と小型化を図ることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は、本実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図である。なお、図６において、既述した図３と同一符号は、同一又は相当部分を示している。

図６において、４０は付勢部材である圧縮バネであり、この圧縮バネ４０は、一端がピックアップアーム２０を付勢し、他端が給紙フレーム１０を付勢している。つまり、本実施の形態では、既述した第１の実施の形態の捩じりコイルバネ２２の代わりに、圧縮バネ４０によりピックアップアーム２０を介してピックアップローラ１２に当接力を与えている。

また、本実施の形態においても、ピックアップアーム２０は軸受け２１ａ、２１ｂの外周面に回動可能に支持されており、給紙フレーム１０は軸受け２１ａ，２１ｂの外周面を上方から抱え込むように備えられている。このため、圧縮バネ４０の一端によって付勢されているピックアップアーム２０の反力を軸受け２１ａ，２１ｂで受けることができる。つまり、ピックアップローラ１２をシートに押し付ける際、給紙フレーム１０で反力を受けることが可能となり、フィードローラ軸２３の負荷を低減させることができる。

なお、本実施の形態においても、フィードローラ１３と給紙モータ３０の間に軸受け２１ａを配置しており、これによりフィードローラ１３の交換性を向上させることができる。また、本実施の形態のように、圧縮バネ４０を用いた場合、フィードローラ軸上に配置しなくてはならない捩じりコイルバネとは違い、組み立て性が向上する。

９…リタードローラ、１０…給紙フレーム、１２…ピックアップローラ、１３…フィードローラ、２１ａ，２１ｂ…軸受け、２０…ピックアップアーム、２０ａ…摺動部、２２…捩じりコイルバネ、２３…フィードローラ軸、３０…給紙モータ、４０…圧縮バネ、１００…カラー画像形成装置、１０１…画像形成装置本体、１０２…画像形成部、１０３…シート給送装置、１０３Ａ…分離ローラ対、Ｓ…シート

Claims (8)

1. シートを保持するシート保持手段と、
   前記シート保持手段に保持されたシートに上方から接離可能に当接してシートを送り出すシート給送回転体と、
   駆動手段により回転する回転軸と、
   前記回転軸を回転自在に軸支する軸受部と、
   前記軸受部を支持するフレームと、
   前記回転軸に上下方向に回動自在に設けられ、前記シート給送回転体を回転可能に支持する支持部材と、
   前記軸受部の外周に巻きかけられるコイル部と、前記コイル部から延び前記フレームに係止される一端部と、前記コイル部から延び前記支持部材に係止される他端部と、を有し、前記支持部材を付勢して前記シート給送回転体をシートに押し付けるコイルバネと、を備えた、
   ことを特徴とするシート給送装置。
2. シートを保持するシート保持手段と、
   前記シート保持手段に保持されたシートに当接してシートを送り出すシート給送回転体と、
   駆動手段により回転する回転軸と、
   前記回転軸を回転自在に軸支する軸受部と、
   前記軸受部を支持するフレームと、
   前記回転軸を中心に回動自在に設けられ、前記シート給送回転体を回転可能に支持する支持部材と、
   前記軸受部の外周に巻きかけられるコイル部を有し、前記シート給送回転体が前記シート保持手段に向けて付勢されるように、前記支持部材を付勢するコイルバネと、を備えた、
   ことを特徴とするシート給送装置。
3. シート給送方向において前記シート給送回転体の下流に配置され、前記回転軸に取り付けられるシート搬送回転体を備える、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシート給送装置。
4. 前記シート搬送回転体を片持ち支持するように前記シート搬送回転体及び前記駆動手段の間に前記軸受部を配置する、
   ことを特徴とする請求項３記載のシート給送装置。
5. 前記軸受部は、第１の軸受けと第２の軸受けを含み、前記回転軸の軸線方向において前記第１の軸受けと前記シート搬送回転体との距離は、前記第２の軸受けと前記シート搬送回転体との距離よりも短く、
   前記コイルバネの前記コイル部は、前記第１の軸受けの外周に巻きかけられている、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載のシート給送装置。
6. 前記第１の軸受けは、前記シート搬送回転体の近傍に設けられる、
   ことを特徴とする請求項５に記載のシート給送装置。
7. 前記シート給送回転体は、ローラである、
   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. シートに画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部にシートを給送する請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシート給送装置と、を備えた、
   ことを特徴とする画像形成装置。

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