JP6345160B2 - 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、積載されたシートを給送するシート給送装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
従来、FAX、プリンタ、複写機等の画像形成装置において、シートのセットに関しては以下の方法が一般的である。例えばカセット給送装置の場合、シート収納庫にシートをセットし、サイド規制板及び後端規制板をシートサイズに応じてセットしてシート先端の位置を規制する。それに対し、原稿給送装置や手差し給送装置等の、ユーザが手動でシートをセットする手差しトレイを有するシート給送装置では、サイド規制板はセットするが後端規制板によるセットは無く、シート先端の位置は先端位置決め部材によりセットされる。
このような先端位置決め部材を有するものとして、次のようなシート給送装置が提案されている(特許文献1参照)。この装置では、構造体のガイド凹部内に挿入された圧縮バネの上端がガイド凹部内の上部に当接され、圧縮バネの下端が先端位置決め部材の上端に当接され、圧縮バネで下方に付勢された先端位置決め部材により、原稿載置台上のシートの先端位置が規制される。
特開平6−115748号公報
しかしながら、特許文献1記載のシート給送装置では、次のような問題が発生するおそれがある。即ち、先端位置決め部材(シート規制部材)が圧縮バネで付勢されて原稿載置台側に突出した状態において、原稿載置台にシート束が強い力でセットされると、シート束の先端が先端位置決め部材に強く当たることがある。この際、著しい場合には先端位置決め部材が破損したり、衝突したシートの先端が座屈したりするおそれがあった。
そこで本発明は、シートのセット時にはシート先端を適正に規制しながら、セット時にシート束が衝突した場合にはシート規制部材の破損やシート先端の座屈を招くことを防止可能な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。
本発明の一態様は、シート給送装置において、装置本体と、前記装置本体に保持され、シートが積載される積載手段と、前記積載手段上のシートを給送する給送ローラと、シート給送方向において前記給送ローラの下流に配置された搬送ローラと、前記搬送ローラに圧接され、前記搬送ローラとの間に形成される分離ニップ部で、前記給送ローラにより給送されたシートを1枚ずつに分離する分離部材と、前記分離ニップ部のシート給送方向の上流に配置され、前記積載手段に積載されるシートの先端を規制して前記分離ニップ部に進入させない規制姿勢と、前記積載手段に積載されるシートが前記分離ニップ部に進入することを許容する通過姿勢と、に姿勢変化可能なシート規制部材と、前記シート規制部材が前記規制姿勢から前記通過姿勢に変化することを制限する制限部材と、前記給送ローラを保持し、前記装置本体により、前記給送ローラを前記積載手段に接近させる接近位置と、前記接近位置より前記給送ローラが前記積載手段から離間する離間位置とに移動可能に支持された給送ホルダと、前記給送ホルダとは別個に設けられ、前記給送ホルダに係合して前記給送ホルダを移動させる係合部材と、前記係合部材と前記給送ホルダとの間に配置された弾性部材と、を備え、前記制限部材により前記シート規制部材の前記規制姿勢から前記通過姿勢への変化が制限された状態において、前記シート規制部材に対し前記シート給送方向の下流へ向かう所定量以上の負荷が加わった場合に、前記弾性部材が弾性変形することで前記給送ホルダが前記係合部材に対して相対移動し、前記給送ホルダの移動に伴って前記シート規制部材が変位することを許容する、ことを特徴とする。
また、本発明の他の態様は、シート給送装置において、装置本体と、前記装置本体に保持され、シートが積載される積載手段と、前記積載手段上のシートを給送する給送ローラと、シート給送方向において前記給送ローラの下流に配置された搬送ローラと、前記搬送ローラに圧接され、前記搬送ローラとの間に形成される分離ニップ部で、前記給送ローラにより給送されたシートを1枚ずつに分離する分離部材と、前記分離ニップ部のシート給送方向の上流に配置され、前記積載手段に積載されるシートの先端を規制して前記分離ニップ部に進入させない規制姿勢と、前記積載手段に積載されるシートが前記分離ニップ部に進入することを許容する通過姿勢と、に姿勢変化可能なシート規制部材と、前記規制姿勢の前記シート規制部材に係合可能な係合部と、前記装置本体に回動可能に支持された軸部とを有し、前記シート規制部材が前記規制姿勢から前記通過姿勢に変化することを制限する制限部材と、前記係合部と前記軸部との間に配置された弾性部材と、を備え、前記制限部材により前記シート規制部材の前記規制姿勢から前記通過姿勢への変化が制限された状態において、前記シート規制部材に対し前記シート給送方向の下流へ向かう所定量以上の負荷が加わった場合に、前記弾性部材が弾性変形することで、前記シート規制部材が変位することを許容する、ことを特徴とする。
また、本発明のさらに他の態様は、シート給送装置において、装置本体と、前記装置本体に保持され、シートが積載される積載手段と、前記積載手段上のシートを給送する給送ローラと、前記給送ローラを保持し、前記装置本体に移動可能に支持される給送ホルダと、シート給送方向において前記給送ローラの下流に配置された搬送ローラと、前記搬送ローラに圧接され、前記搬送ローラとの間に形成される分離ニップ部で、前記給送ローラにより給送されたシートを1枚ずつに分離する分離部材と、前記分離ニップ部のシート給送方向の上流に配置され、前記積載手段に積載されるシートの先端を規制して前記分離ニップ部に進入させない規制姿勢と、前記積載手段に積載されるシートが前記分離ニップ部に進入することを許容する通過姿勢と、に姿勢変化可能なシート規制部材と、前記シート規制部材に係合可能な係合部と、前記給送ホルダに回動可能に支持される軸部とを有し、前記シート規制部材が前記規制姿勢から前記通過姿勢に変化することを制限する制限部材と、前記係合部と前記軸部との間に配置された弾性部材と、を備え、前記制限部材により前記シート規制部材の前記規制姿勢から前記通過姿勢への変化が制限された状態において、前記シート規制部材に対し前記シート給送方向の下流へ向かう所定量以上の負荷が加わった場合に、前記弾性部材が弾性変形することで、前記シート規制部材が変位することを許容する、ことを特徴とする。
また、本発明のさらに他の態様は、シート給送装置において、装置本体と、前記装置本体に保持され、シートが積載される積載手段と、前記積載手段上のシートを給送する給送ローラと、シート給送方向において前記給送ローラの下流に配置された搬送ローラと、前記搬送ローラに圧接され、前記搬送ローラとの間に形成される分離ニップ部で、前記給送ローラにより給送されたシートを1枚ずつに分離する分離部材と、前記分離ニップ部のシート給送方向の上流に配置され、前記積載手段に積載されるシートの先端を規制して前記分離ニップ部に進入させない規制姿勢と、前記積載手段に積載されるシートが前記分離ニップ部に進入することを許容する通過姿勢と、に姿勢変化可能なシート規制部材と、前記シート規制部材と接触し、前記シート規制部材が前記規制姿勢から前記通過姿勢へと変化することを制限する制限部材と、前記シート規制部材を回動可能に支持し、前記装置本体に対して第1方向とその反対の第2方向とに回動可能な保持部材と、前記保持部材に対して相対移動可能に設けられた第1の部材と、前記保持部材と前記第1の部材との間に設けられた弾性部材と、前記弾性部材を介して前記保持部材を前記第1方向に付勢している状態の前記第1の部材を保持可能な第2の部材と、を備え、前記制限部材により前記シート規制部材の前記規制姿勢から前記通過姿勢への変化が規制された状態において、前記シート規制部材に対し前記シート給送方向の下流へ向かう所定量以上の負荷が加わった場合に、前記第2の部材によって前記第1の部材が保持された状態で、前記弾性部材を弾性変形させながら前記保持部材が前記第2方向に移動することで、前記制限部材と前記シート規制部材との接触位置を支点として前記シート規制部材が変位することを許容する、ことを特徴とする。
また、本発明のさらに他の態様は、シート給送装置において、装置本体と、前記装置本体に保持され、シートが積載される積載手段と、前記積載手段上のシートを給送する給送ローラと、シート給送方向において前記給送ローラの下流に配置された搬送ローラと、前記給送ローラを保持し、前記装置本体により、前記給送ローラを前記積載手段に接近させる接近位置と、前記接近位置より前記給送ローラが前記積載手段から離間する離間位置とに回動可能に支持された給送ホルダと、前記給送ホルダに係合して前記給送ホルダを移動させる係合部材と、前記係合部材と前記給送ホルダとの間に配置された弾性部材と、前記搬送ローラに圧接され、前記搬送ローラと間に形成される分離ニップ部で、前記給送ローラにより給送されたシートを1枚ずつに分離する分離部材と、前記給送ホルダに保持され、前記シート給送方向において前記分離ニップ部の上流に配置され、前記積載手段に積載されるシートの先端を規制して前記分離ニップ部に進入させない規制姿勢と、前記積載手段に積載されるシートが前記分離ニップ部に進入することを許容する通過姿勢と、に姿勢変化可能なシート規制部材と、前記給送ホルダが前記離間位置にある場合には、前記シート規制部材を前記規制姿勢から前記通過姿勢へと変化することを制限し、前記給送ホルダが前記離間位置から前記接近位置へと回動することにより、前記シート規制部材が前記規制姿勢から前記通過姿勢へと変化することを許容する制限部材と、を備え、前記シート規制部材が前記制限部材によって前記規制姿勢から前記通過姿勢へと変化することを制限されている場合において、前記シート規制部材に対して前記シート給送方向の下流へ向かう所定量以上の負荷が加わったときに、前記弾性部材が弾性変形をする、ことを特徴とする。
本発明によると、シートのセット時にはシート先端を適正に規制しながら、セット時にシート束が衝突した場合にはシート規制部材の破損やシート先端の座屈を招くことを防止可能にすることができる。
本発明の第1の実施形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置としてのレーザビームプリンタを示す概略断面図。 (a)は手差し給送装置のシート給送経路を模式的に示した断面図、(b)は手差し給送装置の長手方向の断面模式図。 (a)は図2(b)の矢印A−A線に沿って断面して矢視方向に見た給送待機状態を示す模式図。(b)は図2(b)の矢印A−A線に沿って断面して矢視方向に見た給送動作状態を示す模式図。 (a)は給送待機位置の先端位置決め部材のロック時の状態を示し、(b)は給送動作位置の先端位置決め部材の解除時の状態を示す模式図。 JOB終了後に残シート有りで給送待機位置の状態を示す模式図。 第1の実施形態に係る過負荷時の状態を示す模式図。 第1の実施形態に係るカムフォロワ及びカムの状態を示す模式図であり、(a)は通常時、(b)は過負荷時の状態を示す。 第1の実施形態に係る過負荷時の状態を示す模式図。 第1の実施形態に係る手差し給送装置の一部を示す上面図。 手差しトレイ及びその周辺を詳細に示す斜視図。 第1の実施形態に係る制御系を示すブロック図。 (a)は本発明の第2の実施形態に係る先端位置決め部材の給送待機位置におけるロック時の状態を示す模式図、(b)は過負荷時の状態を示す模式図。 (a)は本発明の第3の実施形態に係る先端位置決め部材の給送待機位置におけるロック時の状態を示す模式図、(b)は通過姿勢になった状態を示す模式図。 第3の実施形態に係る先端位置決め部材に過負荷が作用した場合を示す模式図。
以下、図面に沿って本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、画像形成装置を正面から視た状態(図1の視点)を基準にして上下左右の位置関係を表すものとする。
<第1の実施形態>
[画像形成装置]
第1の実施形態に係る画像形成装置201は、図1にその概略構成を示すように、フルカラーレーザビームプリンタを一例とする画像形成装置である。画像形成装置201は、画像形成装置本体である装置本体201A(プリンタ本体)の内部に、シートPに画像を形成する画像形成部201B及びシートPに画像を定着させる定着部220等を備えている。装置本体201Aの上方には、原稿の画像データを読み取る画像読取装置202が、原稿の載置面が略水平となる姿勢で配置されている。画像読取装置202と装置本体201Aとの間にはシートPが排出される排出空間としての排出トレイ230が設けられている。また、装置本体201Aには、画像形成部201BにシートPを給送するシート給送部201Eが配置されている。シート給送部201Eは、装置本体201Aの下部に配置されるシート給送装置100A,100B,100C,100Dと、装置本体201Aの右側部に配置される手差し給送装置100Mとを有している。シート給送装置100A〜100Dには、それぞれ給紙カセット151が設けられている。
手差し給送装置100Mは、装置本体201Aに回動基部111bが回動可能に支持され、手差し給送するシートPを積載可能な手差しトレイである手差しトレイ111を有している。また、手差し給送装置100Mには、互いに当接するフィードローラ(搬送ローラ)102とリタードローラ(分離部材)103から構成される分離搬送部110が配置されている。さらに、手差し給送装置100Mには、フィードローラ102に給送ホルダ107を介して連結されたピックアップローラ(給送ローラ)101と、分離搬送部110の給送方向下流に配置された引き抜きローラ対104とが配置されている。フィードローラ102は、ピックアップローラ101のシート給送方向(図2(a)の矢印H方向)の下流に配置されている。リタードローラ103は、フィードローラ102に圧接して形成される分離ニップ部N1(図2(a))で、ピックアップローラ101により給送されたシートPを1枚ずつに分離する機能を有する。なお、本実施形態では、分離部材としてリタードローラ103を用いたが、これに限らず、分離パッドを用いることも可能である。
画像形成部(画像形成手段)201Bは、レーザスキャナ210と、4個のプロセスカートリッジ211と、中間転写ユニット201Cとを備えた、所謂4ドラムフルカラー方式の画像形成部である。これらプロセスカートリッジは、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各色のトナー画像を形成する。各プロセスカートリッジ211は、像担持体としての感光体ドラム212、帯電手段としての帯電器213、現像手段としての現像器214、及びクリーニング手段としての不図示のクリーナ等を備えている。なお、画像形成部201Bの上方には、各色のトナーを収容したトナーカートリッジ215が、装置本体201Aに対して着脱可能に装着されている。
中間転写ユニット201Cは、中間転写体としての中間転写ベルト216が駆動ローラ216a及びテンションローラ216b等に巻き掛けられて構成され、4つのプロセスカートリッジ211の上方に配置されている。中間転写ベルト216は、各プロセスカートリッジ211の感光体ドラム212に接触するように配置されると共に、不図示の駆動部に駆動される駆動ローラ216aによって、反時計回り方向(矢印Qの方向)に回転駆動される。中間転写ユニット201Cは、各感光体ドラム212と対向する位置において中間転写ベルト216の内周面に当接する1次転写ローラ219を備えており、中間転写ベルト216と感光体ドラム212との間のニップ部として1次転写部T1が形成されている。また、画像形成部201Bは、駆動ローラ216aと対向する位置において中間転写ベルト216の外周面に当接する2次転写ローラ217を備えている。この2次転写ローラ217と中間転写ベルト216との間のニップ部として、中間転写ベルト216に担持されたトナー像がシートPに転写される2次転写部T2が形成されている。
上述のように構成される各プロセスカートリッジ211において、感光体ドラム212の表面には、レーザスキャナ210によって静電潜像が描き込まれた後、現像器214からトナーが供給されることで負極性に帯電した各色のトナー像が形成される。これらのトナー像は、1次転写ローラ219に正極性の転写バイアス電圧が印加されることで、各1次転写部T1において順次中間転写ベルト216へと多重転写(1次転写)されて、中間転写ベルト216にフルカラーのトナー像が形成される。
このようなトナー像の形成プロセスに並行して、シート給送部201Eから給送されたシートPはレジストレーションローラ対240へ向けて搬送され、このレジストレーションローラ対240によって斜行補正される。レジストレーションローラ対240は、中間転写ベルト216に形成されたフルカラーのトナー像の転写タイミングに合わせたタイミングで、シートPを2次転写部T2に搬送する。中間転写ベルト216に担持されたトナー像は、2次転写ローラ217に正極性の転写バイアス電圧が印加されることで、2次転写部T2においてシートPへと2次転写される。
トナー像を転写されたシートPは、定着部220において加熱及び加圧され、カラー画像がシートPに定着させられる。画像が定着したシートPは、排出ローラ対225によって排出トレイ230へと排出されて積載される。なお、シートPの両面に画像を形成する場合には、シートPは定着部220を通過した後、反転搬送部201Dに設けられる正逆転可能な反転ローラ対222によってスイッチバックされる。そして、シートPは再搬送通路Rを介して画像形成部201Bへと再度搬送され、裏面に画像を形成される。
[手差し給送装置の構成]
次に、本実施形態に係るシート給送装置としての手差し給送装置100Mの詳細な構成について、図1、図2(a),(b)、図9及び図10に沿って説明する。なお、シート給送装置は、手差し給送装置100Mに限定されることはないが、本実施形態並びに後述の他の実施形態においても手差し給送装置100Mを例に挙げて説明する。図2(a)は、手差し給送装置100Mのシート給送経路を模式的に示した断面図、図2(b)は、手差し給送装置の長手方向の断面模式図である。図9は、本実施形態に係る過負荷時の状態を示す模式図である。図10は、手差しトレイ及びその周辺を詳細に示す斜視図である。
図2(a),(b)、図9及び図10に示すように、手差し給送装置100Mは、装置本体201Aの右側面(図1参照)に、その回動基部111bを回動可能に支持された手差しトレイ(積載手段)111を備えている。この手差しトレイ111は、手差し給送するシートPを積載可能に構成されている。また、装置本体201Aにおける手差しトレイ111の回動基部111b(図1参照)に対向する位置には、給送ホルダ107が配置されている。給送ホルダ107は、手差しトレイ上(積載手段上)に積載されたシートPを繰り出すピックアップローラ(給送ローラ)101と、フィードローラ(搬送ローラ)102とを回転可能に支持している。フィードローラ102は、シート給送方向(矢印H方向)の下流側に配置され、ピックアップローラ101と同期して同方向に回転するように構成される。
フィードローラ102の下方には、装置本体201A側に支持されたリタードローラ軸103aを中心として回転可能に支持されたリタードローラ(分離部材)103が配置されている。ピックアップローラ101、フィードローラ102及びリタードローラ103(図2(a))は、図10に示すように、手差しトレイ111のシート給送方向(矢印E方向)と直交する幅方向(矢印F方向)における略中央部分に位置するように配置されている。手差しトレイ111は、シート給送装置100A,100B,100C,100Dの給紙カセット151には収容できない特大サイズのシートもしくは特殊紙への印刷等に対処するため、手差しによりシートを供給可能に構成されている。
図10に示すように、装置本体201A側にはユニット部材156が装着され、このユニット部材156には、ピックアップローラ101及びフィードローラ102を支持する給送ホルダ107の上方を覆うローラカバー158が形成されている。装置本体側には、ローラ保持部157が支持されている。このローラ保持部157には、ピックアップローラ101のピックアップローラ軸(給送回転軸)101aと、フィードローラ102のフィードローラ軸(搬送回転軸)102aとが支持されている。このように、ピックアップローラ軸101a及びフィードローラ軸102aは、ローラ保持部157を介して装置本体201A側に支持されている。
図2(a),(b)及び図10に示すように、フィードローラ軸102a及びリタードローラ軸103aは、手差しトレイ111の幅方向(矢印F方向)の略中央部分から、図10における右方向に延在するように設けられている。図2(a),(b)に示すように、給送ホルダ107における本体手前側に回転可能に支持されたフィードローラ102は、フィードローラ軸102aの端部に給送駆動入力ギヤ163が取り付けられている。また、装置本体201Aの本体手前側に回転可能に支持されたリタードローラ103は、リタードローラ軸103aの端部にギヤ166が取り付けられている。装置本体201Aの本体奥側には、給送モータ117(図11も参照)から駆動力を受けて回転する駆動ギヤ160が配置されている。なお、図2(a),(b)では、先端位置決め部材133及びロック部材134は図示を省略している。
駆動ギヤ160は回転軸161の一端部に取り付けられており、この回転軸161の他端部にはギヤ162が取り付けられている。このギヤ162は給送駆動入力ギヤ163に噛合し、給送駆動入力ギヤ163は、軸164で支持されているギヤ165を介してギヤ166に噛合している。このギヤ166が支持されているリタードローラ軸103aには、同軸上にギヤ167が固定されている。このギヤ167は、カム132を装置本体201Aに対して回動可能に支持している回転軸132aの端部に取り付けられたカム駆動ギヤ168に噛合している。なお、リタードローラ軸103aは、カムフォロワ131が回転可能に支持される回転軸138と同一のものである。
給送ホルダ107の本体奥側には、係合部材108(図9参照)が回動軸108aを介して給送ホルダ107の奥側端部に回動可能に支持されている。この係合部材108は、カムフォロワ131を介してカム132に負荷された状態で保持されている(図7(a),(b)参照)。なお、図2(b)におけるフィードローラ軸102aとリタードローラ軸103aは、便宜上、図10に比して短く記載されている。給送ホルダ107の回動動作(昇降動作)は、給送モータ117の作動に連動して行われる。また、図2(b)では、通常はフィードローラ102に当接しているリタードローラ103を便宜上、離間した状態で描いている。
フィードローラ軸102aと給送駆動入力ギヤ163との間には第1ワンウェイクラッチ163aが設けられている。また、リタードローラ軸103aと分離駆動入力段ギヤ166との間には第2ワンウェイクラッチ166aが設けられ、回転軸132aとカム駆動ギヤ168との間には第3ワンウェイクラッチ168aが設けられている。
第1ワンウェイクラッチ163aは、給送モータ117の正転による給送駆動入力ギヤ163の回転をフィードローラ軸102aに伝達する。また、第1ワンウェイクラッチ163aは、給送モータ117の逆転による給送駆動入力ギヤ163の回転はフィードローラ軸102aに伝達しない。
第2ワンウェイクラッチ166aは、給送モータ117の正転時の分離駆動入力段ギヤ167の回転をリタードローラ軸103a(回転軸138)に伝達する。また、第2ワンウェイクラッチ166aは、分離駆動入力段ギヤ167の上記回転と逆方向の回転はリタードローラ軸103aに伝達しない。
第3ワンウェイクラッチ168aは、給送モータ117の逆転による給送駆動入力ギヤ163、ギヤ165及び分離駆動入力段ギヤ167の回転によるカム駆動ギヤ168の回転を回転軸132aに伝達する。また、第3ワンウェイクラッチ168aは、給送モータ117の正転時の分離駆動入力段ギヤ167の回転によるカム駆動ギヤ168の回転を回転軸132aに伝達しない。
給送ホルダ107は、ピックアップローラ101及び先端位置決め部材133を保持した状態で、フィードローラ軸102aを支点として、給送動作位置(接近位置)と給送待機位置(離間位置)とに回動可能に支持されている。給送動作位置は、ピックアップローラ101を手差しトレイ111に接近させる、図3(b)に示す位置である。また、給送待機位置は、ピックアップローラ101を手差しトレイ111から離間させる、図3(a)に示す位置である。
以上のようにワンウェイクラッチ163a,166a,168aが配置されたことで、給送モータ117が正転する際には、第1及び第2ワンウェイクラッチ163a,166aの作用によりフィードローラ軸102a及びリタードローラ軸103aが回転する。これにより、ピックアップローラ101、フィードローラ102及びリタードローラ103が回転する。この際、第3ワンウェイクラッチ168aによりカム駆動ギヤ168が空転するため、カム132は回転しない。
給送モータ117が逆転すると、第1、第2ワンウェイクラッチ163a,166aにより、給送駆動入力ギヤ163、ギヤ166、分離駆動入力段ギヤ167が空転し、ピックアップローラ101、フィードローラ102、リタードローラ103は回転しない。一方、第3ワンウェイクラッチ168aによりカム駆動ギヤ168が回転するため、カム132が回転し、これに伴いカムフォロワ131を介して給送ホルダ107が昇降作動する。このように、本実施形態では、給送モータ117の正転及び逆転により、シート給送動作と、ピックアップローラ101の昇降動作とを区別して行うことが可能である。
図9に示すように、フィードローラ軸102aにおける係合部材108の近傍には、ねじりコイルバネ136が設けられている。ねじりコイルバネ136は、図7及び図9に示すように、一端部136aが給送ホルダ107側に引っ掛けられ、他端部136bが、フィードローラ軸102aと同軸状の回動軸108aで支持された係合部材108側に引っ掛けられている。これにより、係合部材108は、図3(a)に示す矢印R7の方向に常時付勢された状態で給送ホルダ107から下方に突出するように構成される。
ねじりコイルバネ136は、ロック部材134で規制姿勢(図4(a)参照)にロックされた先端位置決め部材(シート規制部材)133に対して手差しトレイ111側(積載手段側)から加わった衝撃を吸収する衝撃吸収手段を構成する。また、ねじりコイルバネ136は、フィードローラ軸(搬送回転軸)102aを支持する装置本体201Aとフィードローラ軸102aを支点として回動する給送ホルダ107との間に介在されたトーションバネである。ねじりコイルバネ136は、規制姿勢の先端位置決め部材133に衝撃が加わった際に、この衝撃を、以下のようにして吸収する。即ち、ねじりコイルバネ136は、先端位置決め部材133がロック部材134との係合位置V(図6参照)を支点として回動する動作によりフィードローラ軸102aを支点として回動させられる給送ホルダ107の回動を介して吸収する。
また、図9に示すように、フィードローラ軸102aの中央部には、一端部106aが装置本体201A側に引っ掛けられ且つ他端部106bが給送ホルダ107側に引っ掛けられたピックアップローラ加圧バネ106が嵌合されている。ピックアップローラ加圧バネ106は、フィードローラ軸102aを支点としてピックアップローラ101を給送動作位置(接近位置)に回動させる方向に付勢する給送ホルダ付勢手段を構成する。
以上により、給送ホルダ107が装置本体201Aに対して、図3(a)に示す矢印R7の方向に常時付勢される。そして、フィードローラ102が矢印R7の方向に回転する際に、ピックアップローラ101が給送ホルダ107と共に同方向に回動し、ピックアップローラ101が手差しトレイ111上のシートPに圧接(加圧)される。なお、ピックアップローラ加圧バネ106は、図9ではトーションコイルバネとして記載したが、機能的には同様であるため、図3(a),(b)のように圧縮コイルバネとして構成することもできる。
リタードローラ103は、不図示のバネによって上方に向けて付勢される分離ユニット(不図示)に支持されており、この分離ユニットを介してフィードローラ102に圧接されて分離ニップ部N1におけるニップ圧を発生させている。リタードローラ103のリタードローラ軸103aにはトルクリミッタ105(図2(b)参照)が設けられている。フィードローラ102からシートPを介してリタードローラ103に加わる負荷がトルクリミッタ105の所定のトルク値(リミット値)以上であると、リタードローラ103は、シートPに連れ回り回転(従動回転)する。一方、フィードローラ102からシートPを介してリタードローラ103に加わる負荷が所定のトルク値以下であると、リタードローラ103は逆回転(又は停止)する。リタードローラ103は、シート通路を挟んでフィードローラ102に圧接され、かつトルクリミッタ105を介してシート給送方向に回転可能に構成される。分離搬送部110のシート給送方向の下流に配置された引き抜きローラ対104は、分離ニップ部N1から送られるシートPを引き抜いてレジストレーションローラ対240へ送り込む。
次に、図2(b)及び図10に示したカムフォロワ131及びカム132、並びにその周辺の構成について、図2(b)、図3(a),(b)、図7(a),(b)、及び図9に沿って説明する。なお、図3(a)は、図2(b)の矢印A−A線に沿って断面して矢視方向に見た状態を示すカムフォロワ及びカムの模式図である。図3(b)は、図2(b)の矢印A−A線に沿って断面して矢視方向に見た状態を示すカムフォロワ及びカムの模式図である。図7は、図3(a),(b)におけるカムフォロワ131及びカム132並びにその周辺の模式図であり、図7(a)は通常時の状態を示し、図7(b)は過負荷時の状態を示している。
図2(b)及び図3(a),(b)に示すように、装置本体201Aの紙面手前・奥方向に延在する回転軸138には、カムフォロワ131の中心部が回転可能に嵌合している。このカムフォロワ131は、給送ホルダ107から下方に突出する係合部材108に係合可能な形状を有する係合爪131aと、係合爪131bとを、回転軸138を中心として反対の方向に突出するように有している。また、回転軸138と平行に延びる方向に回転軸132aが延在している。回転軸132aに貫通した状態で固定されたカム132は、円周の1/4部分を切り欠かれた案内面132cと、案内面132cから切り欠かれた係合切欠き部132bとを有している。装置本体201A側には、カム132の側方に対向する位置にカムHPフォトセンサ142が配置されている(図2(b)参照)。
図3(a)において、ピックアップローラ101の昇降動作は、給送ホルダ107の昇降動作に連動しており、ピックアップローラ加圧バネ106により、常にフィードローラ軸102aを回動中心(支点)として矢印R7の方向に回動されて加圧される。つまり、カム132は、給送ホルダ107の係合部材108に対してカムフォロワ131を介して負荷を与えている。
図3(a)の状態で給送ホルダ107は、フィードローラ軸102aを中心として矢印R7の方向に回転しようとしており、カムフォロワ131は、回転軸138を中心として自重で回転可能に支持されている。このため、カムフォロワ131は、回転軸138により押される力と自重で回転しようとする力とを受けることによって、矢印R8の方向に付勢された状態になっている。この状態から、カム132が矢印R9の方向に回転すると、これに追従してカムフォロワ131がその係合爪131bを係合切欠き部132bに落ち込ませることにより矢印R8の方向に回転するため、給送ホルダ107が矢印R7の方向に回転する。その結果、ピックアップローラ101が下降して、図3(b)に示す状態となる。
一方、ピックアップローラ101の上昇動作では、図3(b)の状態から更にカム132が矢印R9の方向に回転する。これにより、係合切欠き部132bに係合爪131bが落ち込んだカムフォロワ131がその案内面131cを、係合切欠き部132bの凸部132dによって摺接されつつ押し上げられる。このため、カムフォロワ131は、矢印R81の方向に回転させられて、給送ホルダ107の係合部材108を押圧して、給送ホルダ107を、フィードローラ102のフィードローラ軸102aを中心として矢印R71の方向に回転させる。これにより、ピックアップローラ101が上昇させられ、図3(a)に示す給送待機位置に移動する。この際、ピックアップローラ101の位置を示す給送待機位置(図3(a))と給送動作位置(図3(b))での保持状態は、カムHPフォトセンサ142によって検知される。なお、符号111aは、手差しトレイ111の積載面を示す。
次に、先端位置決め部材133及びロック部材134を用いた先端位置決め機構について、図4(a),(b)〜図6に沿って説明する。なお、図4(a)は給送待機位置の先端位置決め部材のロック時の状態を示し、図4(b)は給送動作位置の先端位置決め部材の解除時の状態を示す模式図である。図5は、JOB(ジョブ)の終了後に残シート有りで給送待機位置の状態を示す模式図である。図6は、過負荷時の状態を示す模式図である。
給送ホルダ107に保持された先端位置決め部材133は、ユニット部材156(図10)におけるローラカバー158の下方に設けられた支持部153に対して回動軸133aを介して、図中の矢印R7aとR7bの方向に回動可能に支持されている。先端位置決め部材133の回動軸133aは、図9に示すように、ピックアップローラ101のピックアップローラ軸101aと軸方向が一致している。先端位置決め部材133は、給送ホルダ107におけるピックアップローラ101のピックアップローラ軸(給送回転軸)101aと同軸上に設けられた回動軸(規制回動軸)133aによりピックアップローラ101に対し回動可能に支持されている。
図4(a)のように起立した状態の先端位置決め部材133に対向するように、ロック部材134がその回動軸135を支点として、装置本体201A側に支持される支持部150の突出部150aの凹部150bに、回動可能に支持されている。ロック部材134は、回動軸135を支点として図中の矢印R11aとR11bの方向に揺動可能に支持される。そしてロック部材134は、突出部150aの下部から先端位置決め部材133側に延びるストッパ150cによりロック部材134の揺動動作の下限位置が決められている。
先端位置決め部材133は、分離ニップ部N1のシート給送方向(矢印Hの方向)の上流に配置されている。そして、先端位置決め部材133は、手差しトレイ111に積載されるシートPの先端を規制して分離ニップ部N1に進入させない図4(a)の規制姿勢と、分離ニップ部N1にシートPを通過させる図4(b)の通過姿勢と、に変位可能に構成されている。また、ロック部材134は、先端位置決め部材133を規制姿勢(図4(a))にてロックするように機能する。
先端位置決め部材133は、給送ホルダ107が給送動作位置(接近位置)から給送待機位置(離間位置)に回動する際に自重で回動して規制姿勢となるように給送ホルダ107に支持されている。そして、ロック部材134は、規制姿勢に回動した先端位置決め部材133のシート給送方向の下流側に係合して規制姿勢にロックする。
装置本体201A側には、先端位置決め部材133及びロック部材134の下方に位置するガイド部155が配置されている。ガイド部155には、シート給送方向(矢印H方向)の下流側に向かって上昇するように傾斜する傾斜ガイド面155aと、傾斜ガイド面155aから更に下流に水平に延びる平坦ガイド面155bとが形成されている。
また、給送ホルダ107における支持部153の内方には、回動軸133aで支持された先端位置決め部材133の上端突部133dに係合可能に対向して形成された係合突部107dが形成されている。先端位置決め部材133は、上端突部133dを係合突部107dに係合させることなく、先端部133bが下方に向くように自重で回動して図4(a)の規制姿勢に移行する。この規制姿勢から図4(b)の通過姿勢に移行する際には、給送ホルダ107と共に回動してくる係合突部107dに上端突部133dを掬われる形で給送ホルダ107と一体的に回動して、図4(b)に示す通過姿勢になる(図5参照)。傾斜ガイド面155aは、規制姿勢から通過姿勢に移行する際の先端位置決め部材133の先端部133bを摺接させ、また、通過姿勢から規制姿勢に移行した際の先端位置決め部材133の先端部133bを当接させる。
[制御系]
次に、本実施形態に係るシート給送装置としての手差し給送装置100Mの制御系について、図11に沿って説明する。なお、図11は、この制御系を示すブロック図である。
図11に示すように、装置本体201Aには、CPU,RAM,ROMを有する制御部(制御手段)113が設けられている。制御部113の入力ポートには、引き抜きローラ検知センサ114、シート有無検知センサ115、及びカムHPフォトセンサ142が接続されている。また、制御部67の出力ポートには、給送モータ117が接続されている。
引き抜きローラ検知センサ114は、引き抜きローラ対104の下流側に配置されており(図2(a)参照)、引き抜きローラ対104にシートPが挟持されたことを検知し、その信号を制御部113に出力する。シート有無検知センサ115は、手差しトレイ111のシート給送方向(矢印H方向)の下流側に配置されており、手差しトレイ111上のシートPの有無を検知し、その信号を制御部113に出力する。カムHPフォトセンサ142は、カム132の側方に対向する位置に配置されて、カム132の係合切欠き部132bの位置を検知し、その信号を制御部113に出力する(図2(b)参照)。
引き抜きローラ検知センサ114及びシート有無検知センサ115は、フォトインタラプタから構成されている。そして、不図示の発光・受光部の間に、対向して配置された遮光板(不図示)が進入及び退避することに応じて、引き抜きローラ検知センサ114は、引き抜きローラ対104によってシートPが引き抜かれたことを検知する。また、シート有無検知センサ115は、手差しトレイ111の積載面111a上にシートPが有るか否かを検知する。即ち、引き抜きローラ検知センサ114もしくはシート有無検知センサ115に対して遮光板が進退移動すると、遮光板がフォトインタラプタの発光・受光部間の光路を遮るときに受光部の出力信号がロー(Low)レベルとなる。一方、光路を遮らないときは、ハイ(High)レベルとなる。従って、受光部の出力信号が変化する位置を基準位置とすることで、シートPが引き抜かれたこと、もしくは積載面111a上にシートPが有るか否かを検知することができる。
[給送中の動作とその制御]
次に、図2(a),(b)、図3(a),(b)及び図11を参照して、給送中の動作とその制御について説明する。
まず、図3(a)では、ピックアップローラ101が、手差しトレイ111の積載面111aよりも上昇した給送待機位置で待機している。この後、制御部113に制御で給送モータ117が逆転させられると、カム132が図3(a)の矢印R9の方向に、カムHPフォトセンサ142の検知に基づいた所定量だけ回転させられて、図3(b)に示す給送動作位置となる。
給送動作位置で、制御部113の制御で給送モータ117が正転されると、ピックアップローラ101、フィードローラ102、リタードローラ103が夫々回転し、ピックアップローラ101により、手差しトレイ上のシートが1枚ずつ給送される。なお、給送モータ117を正転させる時間は、引き抜きローラ対104の下流側に配置されている引き抜きローラ検知センサ114の検知により、シートごとに設定されている。
そして、入力されたJOBの終了後、制御部113の制御で給送モータ117が逆転させられると、カム132が図3(b)における矢印R9の方向に回転することで、その凸部132dでカムフォロワ131の案内面131cを摺接されつつ押し上げられる。これにより、カムフォロワ131が矢印R81の方向に回転することで、係合爪131aで給送ホルダ107の係合部材108が押圧され、給送ホルダ107がフィードローラ軸102aを中心として矢印R71の方向に回転する。これにより、ピックアップローラ101が上昇させられ、図3(a)の給送待機位置に戻る。このような一連の動作により、手差し給送装置100Mの給送動作が行われる。
連続給送する場合は、先行するシートの後端を検知できる紙間(連続して搬送されるシートの間隔)を全紙搬送部から算出して紙間を決定している。よって、給送モータ117はON/OFFを繰り返し、ピックアップローラ101、フィードローラ102及びリタードローラ103の回転と非回転とを繰り返す制御をしている。
また、本実施形態では、連続通紙時(連続シート給送時)にピックアップローラ101の昇降動作は実行せず、JOBの終了次第、ピックアップローラ101を上昇させる。これは、紙間をできるだけ小さくさせ、手差し給送装置100Mとしての生産性を向上させるためである。
[シート先端位置決め動作]
次に、手差しトレイ111に積載するシートPの先端の位置決め動作について図4(a),(b)〜図8を参照して説明する。
すなわち、図4(a)に示す給送待機位置では、先端位置決め部材133が自重で回動軸133aを支点として下方向に垂れ下がり、ロック部材134も自重で下方に回動し且つストッパ150cで下限位置を位置決めされた状態になる。このため、給送待機位置では、シート給送方向(矢印H方向)で幅方向の位置を決められて互いに対向する先端位置決め部材133及びロック部材134は、図4(a)に示す姿勢となる。
上記給送待機位置において、シートPが手差しトレイ111に積載され、先端位置決め部材133にシートPの先端が突き当てられた状態になる。先端位置決め部材133にシート先端が突き当てられると、シートPの突き当て力は、先端位置決め部材133を図中の時計回り方向(矢印R10bの方向)に回転させる力を発生する。しかしその力は、先端位置決め部材133を介してロック部材134で受け止められるため、シートPを先端位置決め部材133に突き当てた際に先端位置決め部材133は、図4(a)に示した姿勢を保持する。これにより、先端位置決め部材133及びロック部材134によりシートPの先端突き当てを行うことができる。
そして、図4(a)の給送待機位置から給送動作位置に状態移行すると、図4(b)に示すようになる。即ち、給送ホルダ107が制御部113の制御で駆動する給送モータ117の回転を受けて下降動作を行うと、給送ホルダ107に保持されたピックアップローラ101及び先端位置決め部材133が共に回動しつつ下降する。この場合、先端位置決め部材133には、回動軸133aを中心として自重で逆方向に戻ろうとする力が作用するが、その力は部材の自重のみで規制がないため、先端位置決め部材133は小さな力で容易に回転させられる。
その後、シートがピックアップローラ101の回転でシート給送方向(矢印H方向)の下流に給送されると、シートPの先端は先端位置決め部材133に突き当たり、先端位置決め部材133を時計回り方向(矢印R10bの方向)に回転させながら給送される。つまり、通紙中、シートPはその給送時の抵抗となる障害が極めて小さく、安定した給送状態を確立することができる。
[給送動作位置から給送待機位置への状態移行]
次に、給送動作位置から給送待機位置への状態移行について説明する。
即ち、給送動作位置での給送動作が終了すると、制御部113の制御で駆動される給送モータ117により、図4(b)の矢印R7b方向に回動する給送ホルダ107と共にピックアップローラ101が上昇する。これにより、給送ホルダ107に保持されているピックアップローラ101及び先端位置決め部材133も共に上昇させられる。
その際、手差しトレイ上にシートが残存していない場合、或いは、シートの先端が先端位置決め部材133の突き当て部分(図4(a)のKで示す部位)よりもシート給送方向の上流側にあって邪魔にならない場合には、以下のようになる。つまり、先端位置決め部材133及びロック部材134は自重で回動して、初期状態である給送待機位置(図4(a))に復帰する。
一方、手差しトレイ上に残ったシートの先端が先端位置決め部材133の突き当て部分(図4(a)のKの部位)よりシート給送方向の下流側に残った場合(例えば分離ニップ部N1まで残った場合)には、シートが先端位置決め部材133の揺動を損なう。このため、先端位置決め部材133は初期位置へ復帰することができず、ロック部材134もその揺動を損なわれる。この状態で給送動作位置から給送待機位置への状態移行を行う場合には、図5のように先端位置決め部材133の先端部133bは、シート先端で揺動保持された状態で維持される。そして、ロック部材134は、先端位置決め部材133の揺動中心の上昇に伴って揺動し、初期位置に復帰する。
このように、ロック部材134の揺動により、シートPの先端にストレスを与えることなく先端位置決め部材133を給送待機位置へ移動させることができる。この状態からシートPが手差しトレイ111上から除去されると、図5を参照して既述したように、先端位置決め部材133及びロック部材134が自重で揺動して、初期状態(図4(a))に戻る。
[突き当てによる過負荷の防止]
次に、本実施形態における突き当てによる過負荷の防止について説明する。
即ち、本実施形態では、ピックアップローラ101、先端位置決め部材133、制御部113を備えた手差し給送装置100Mにおいて、シートのセット時に着目した。それは、先端位置決め部材133が取り付けられている給送ホルダ107の端部に、既述したようにねじりコイルバネ136を介在することで、先端位置決め部材133に負荷された力をねじりコイルバネ136に依存する手段を採用した。
一般に、給送ホルダ107の給送待機位置では、シートを手差しトレイ111上にセットするため先端位置決め部材133はロックされる。このロックは、本来シートセット時に束突っ込みさせられて分離ニップ部N1に押し込まれることによる分離不良を防止するためである。この際、ユーザのシートセット時の突き当てによる過負荷を掛けるセット時や、想定外とされる外乱を考慮すると、部品の破損或いはセット時のシートの折れ等の問題が発生するおそれがある。
通常時、先端位置決め部材133がロック部材134に当接することでロックされるが、その後、過剰な負荷が作用する過負荷状態が発生すると、図6及び図7(a),(b)に示すようになる。即ち、先端位置決め部材133を介して給送ホルダ107がフィードローラ軸102a上で矢印R7aの方向に瞬間的に負荷回動され、回動基部(根元)に介在されているねじりコイルバネ136(図7、図9及び図10参照)の変形によりその力が吸収される。図7(a),(b)で既述したように、給送ホルダ107の回動基部は、カムフォロワ131とカム132との当接で給送待機位置に保持されている。このため、給送ホルダ107の矢印R7aの方向への瞬間的な回動負荷を、給送ホルダ107と係合部材108との間に介在されたねじりコイルバネ136によって吸収させることができる。
即ち、図7(a)に示す給送待機位置にある状態から、先端位置決め部材133に図6の矢印W方向の過負荷が作用すると、先端位置決め部材133は矢印R10b方向に回動しようとするが、その力はロック部材134の突っ張りで抑制される。しかし、図6のようにロック部材134の先端と先端位置決め部材133との係合位置Vを支点として、給送ホルダ107が図7(b)の矢印R7aの方向に回動する。このため、先端位置決め部材133の突き当て部分(図4(a)のKの部位)から下流側への予め設定された解除位置(シャッタ解除位置)に達すると、先端位置決め部材133によるシャッタ機能が解除される。
このように、先端位置決め部材133をロック部材134でロックしている状態で先端位置決め部材133に過負荷が作用した場合であっても、給送ホルダ107を回動させてねじりコイルバネ136によりその負荷を吸収することができる。このため、部品等の破損を招くことなく、先端位置決め部材133によるシャッタ機能を適切に解除できる。また、通紙状態においてねじりコイルバネ136のバネ力は、先端位置決め部材133に対して無負荷状態のため(図4(b)参照)、給送抵抗となることがなく、安定した給送状態を提供できる。
本実施形態では、位置決め部材133に所定以上の負荷(例えば15[N]以上の負荷)が作用した場合に、給送待機位置においてもロックが解除されるように設定している。この負荷は、厚紙のシート束を想定し、通常セットする際にどの程度位置決め部材133に負荷がかかるかを想定して決められる。15[N]の負荷が作用した際にロック部材134のロックを解除できるように、以下の関係を満たすように、ねじりコイルバネ136のバネ圧が設定されている。
即ち、本実施形態では、ねじりコイルバネ136の最適なバネ圧を設定するために、以下のように設定している(図8、図9参照)。つまり、先端位置決め部材133が規制姿勢にあるときねじりコイルバネ136が装置本体201Aと給送ホルダ107との間でねじれる際、衝撃が先端位置決め部材133に加わったときに回動軸133aに作用する荷重をF[N]とする。また、ピックアップローラ101とフィードローラ102の各回転軸間の距離をLa[mm]とし、給送ホルダ107の回動時(給送ホルダ回動時)のピックアップローラ軸101aの移動方向における荷重Fの方向とでなす角度をθ[°]とする。さらに、ねじりコイルバネ136によるモーメントをM[Nmm]とし、安全率をαとする。このとき、次式
M=Fcosθ×La×α・・・(1)
の関係を満たすように設定している。さらに、ピックアップローラ加圧バネ106によるモーメントをMa[Nmm]とするとき、次式
M>Ma・・・(2)
の関係を満たすように設定している。
上記のように、式(1)を満たすように設定することで、給送ホルダ107の回動基部であるフィードローラ軸102aに取り付けるねじりコイルバネ136の最適なバネ圧(最適圧)を設定することができる。給送ホルダ107には、ピックアップローラ加圧バネ106の付勢力が作用している。ここで、式(2)を満たすように設定することで、ピックアップローラ101の加圧力を保持しながらも、給送待機位置(図3(a))に上昇される際には、回動基部(根元)のねじりコイルバネ136により給送ホルダ107を給送待機位置に適正に規制できる。即ち、図3(a)のようにカムフォロワ131等を介して給送ホルダ107が上昇される際、上記バネ136によるモーメントMが上記加圧バネ106によるモーメントMaに打ち勝つことで、給送ホルダ107は給送待機位置に適正に規制されて保持される。一方、図3(b)のようにカムフォロワ131等から解放されて上記モーメントMが給送ホルダ107に作用しなくなると、上記加圧バネ106によるモーメントMaの作用で、ピックアップローラ101は適切な力で手差しトレイ上のシートPに当接可能になる。
以上の本実施形態によると、シートセット時にはシート先端を適正に規制しつつ、シート束等の衝突による衝撃で過負荷が作用した場合は、この過負荷をねじりコイルバネ136により適切に吸収することができる。このため、先端位置決め部材133が破損したりシート先端が座屈したりする不都合の発生を防止することができる。また給送時には、先端位置決め部材133は図4(b)に示す通過姿勢となって、極めて軽い自重でシート上に載っているだけなので、シート給送経路でのシートに対する給送抵抗を増大させることはない。
また、本実施形態では、フィードローラ軸102aを支持する装置本体201Aとフィードローラ軸102aを支点として回動する給送ホルダ107との間に介在されたねじりコイルバネ136を衝撃吸収手段に用いている。これにより、規制姿勢の先端位置決め部材133に衝撃が加わった場合、先端位置決め部材133の回動動作に連動して回動する給送ホルダ107を介して、上記衝撃を吸収することが可能になる。このため、シート束等の衝突による衝撃で発生する過負荷を吸収する構造を、簡単で廉価な構成によって実現することが可能になる。
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について図12(a),(b)に沿って説明する。なお、図12(a)は、実施形態に係る先端位置決め部材の給送待機位置におけるロック時の状態を示す模式図、図12(b)は、過負荷時の状態を示す模式図である。なお、本実施形態では、第1の実施形態と同一の部材には同一符号を付すと共に、構成、機能が同じものについてはその説明を省略する。
本実施形態では、ロック部材134そのものに圧縮バネ149を介在させることで、過負荷時には、ロック部材134の圧縮動作により先端位置決め部材133を回動させて過負荷を吸収することが可能に構成している。即ち、本実施形態のロック部材134は、図12(a),(b)に示すように、規制姿勢の先端位置決め部材133に係合する側の係合側部材134cと、装置本体201Aに支持された回動軸135側の回動側部材134dとを有している。係合側部材134c及び回動側部材134dは、双方の間に圧縮バネ(衝撃吸収手段、弾性部材)149を縮めて設けることが可能な空間をあけた形で、係合側部材134cが回動側部材134dに対してスライド可能になるように支持されている。
そして、本実施形態では、圧縮バネ149の最適なバネ圧を設定するために、以下のように設定している。即ち、先端位置決め部材133が規制姿勢にあるとき圧縮バネ149が係合側部材134cと回動側部材134dとの間で縮む際の、衝撃による荷重をF[N]とする。また、先端位置決め部材133に衝撃が作用した過負荷点Uと回動軸(規制回動軸)133aとの間の距離をDc[mm]とし、圧縮バネ149のバネ圧をFb[N]とする。さらに、ロック部材134と先端位置決め部材133との係合位置Vと回動軸133aとの間の距離をDb[mm]とし、安全率をαとしたとき、次式
Fb<(F×Dc)/Db×α・・・(3)
の関係を満たすように設定される。
本実施形態では、上記のように式(3)を設定することで、過負荷による部品の損傷や、シート先端の折れ等を防止することが可能になる。また係合側部材134cと回動側部材134d間に介在された圧縮バネ149を用いたことで、シートセット時にはシート先端を適正に規制しつつ、規制姿勢の先端位置決め部材133に衝撃が加わった際には圧縮バネ149が縮むことで衝撃を良好に吸収できる。本実施形態では、圧縮バネ149が介在されたロック部材134に対して先端位置決め部材133が当接し、ロック部材134が過負荷を直接的に受けるので、部品の損傷に関してより有効となっている。
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態について図13(a),(b)及び図14に沿って説明する。図13(a)は、本実施形態に係る先端位置決め部材133の給送待機位置におけるロック時の状態を示す模式図、図13(b)は、過負荷時の状態を示す模式図である。図14は、第3の実施形態に係る先端位置決め部材に過負荷が与えられた状態を示す模式図である。なお、本実施形態では、第1の実施形態と同一の部材には同一符号を付すと共に、構成、機能が同じものについてはその説明を省略する。
前述した第1及び第2の実施形態における構成(シャッタ構成)に限らず、他の構成を用いても、過負荷の作用時にバネ付勢することで部品破損等の発生を防止することが可能である。本第3の実施形態では、第1及び第2の実施形態で用いた以外のシャッタ構成について説明する。
即ち、本実施形態では、図13(a)に示すように、手差しトレイ111の上方に、装置本体201A側に取り付けられた給送フレーム109を有している。そして、これら手差しトレイ111と給送フレーム109との間に、給送ホルダ107、ロック部材134及び先端位置決め部材133が配置されている。給送フレーム109のシート給送方向上流側には、下方に突出する突起部109aが設けられている。また、フィードローラ軸102aを支点として回動可能に支持された給送ホルダ107は、シート給送方向下流側における上部から上方に突出する突起部107eが設けられている。突起部109aと突起部107eとの間には、引っ張りバネから構成されるピックアップローラ加圧バネ106の両端がそれぞれ係止されている。また、手差しトレイ111の前端部には、手差しトレイ111から分離ニップ部N1に向けてシートPを案内するガイド部111cが設けられている。
給送フレーム109には、ロック部材134の回動時の下限を決めるストッパ137が固定されている。給送ホルダ107におけるシート給送方向の上流側には、ピックアップローラ101が保持されており、ピックアップローラ101のピックアップローラ軸101aと同軸となるように回動軸133aが設けられている。この回動軸133aには、先端位置決め部材133が回動可能(揺動可能)に支持されている。先端位置決め部材133には、図13(a)の規制姿勢における下部側に先端部133bが設けられ、上部に上端爪部133cが設けられている。
給送ホルダ107の上縁部には、ロック部材134がその一端部を回動軸135によって回動可能(揺動可能)に支持されている。この回動軸135は、フィードローラ102とピックアップローラ101との中間に位置している。ロック部材134は、先端位置決め部材133の上端爪部133cと係合可能な位置に係合爪部134aを有し、ストッパ137と係合可能な位置に係合突部134bを有している。
以上の構成を備えた手差し給送装置は、図13(a)に示す給送待機位置では、給送モータ117(図11参照)が停止している際のコギングトルク等によって、同図に示す位置に保持されている。そして、先端位置決め部材133が自重で垂れ下がり、かつロック部材134が自重で下方に回動した状態となっている。これにより、係合爪部134aが上端爪部133cに係合することで、先端位置決め部材133は規制姿勢となっている。
この状態で、シート束(P)が手差しトレイ111に積載され、先端位置決め部材133にシート先端が突き当たると、その突き当て力により先端位置決め部材133が図13(a)の反時計回り方向への回転力を付与される。しかし、先端位置決め部材133は、上端爪部133cが係合爪部134aで係合されているので、回転力が抑止されて規制姿勢を維持するため、シート先端の位置決めが行われる。
そして、給送ホルダ107が給送待機位置から給送動作位置へ移行すると、制御部113で制御された給送モータ117の回転を受けて、給送ホルダ107がフィードローラ軸102aを支点として下降する動作を行う。このため、給送ホルダ107に保持されたピックアップローラ101及び先端位置決め部材133が、同図の矢印R7aの方向に回動しながら下降し、図13(b)に示す給送動作位置となる。
この際、先端位置決め部材133には、回動軸133aを支点として自重で逆方向に戻ろうとする力が作用するが、その力は部材の自重のみで規制がないため、シートPの給送時の小さな力で容易に回転する。つまり、ロック部材134がストッパ137に突き当たることでロック部材134が保持され、先端位置決め部材133は、図13(b)に示す通過姿勢で、ストッパ137によるロックが解除され、回動軸133aを中心として揺動可能となる。その後、シートPがピックアップローラ101の反時計回り方向の回転で、シート給送方向(矢印H方向)の下流に繰り出されると、シート先端が先端位置決め部材133に突き当たり、先端位置決め部材133を反時計回り方向に回転させながら給送される。つまり、給送中はシートPに対する給送抵抗は殆どなく、安定して給送されることになる。
次に、給送動作位置から給送待機位置への状態移行について説明する。即ち、給送動作が終了すると、制御部113の制御で駆動される給送モータ117により、給送ホルダ107が図13(a)における矢印R7b方向に上昇し、給送ホルダ107に保持されたピックアップローラ101及び先端位置決め部材133が上昇する。手差しトレイ上にシートが残っていない場合、或いはシート先端が先端位置決め部材133の突き当て位置よりもシート給送方向の上流側に位置する場合、図13(a)のように先端位置決め部材133及びロック部材134は自重で揺動して初期状態に戻る。
そして、図13(a),(b)で説明した前述の構成に対し、先端位置決め部材133に作用した過負荷を吸収させる構成を設ける場合には、以下のようになる。即ち、その場合には、ロック部材134を、図14に示すように規制姿勢の先端位置決め部材133に係合する側の係合側部材134cと、回動軸135側の回動側部材134dとを有する構成とする。係合側部材134c及び回動側部材134dは、双方の間に引っ張りバネ169を配置することが可能な空間をあけた形で、係合側部材134cが回動側部材134dに対してスライド可能になるように支持される。
以上のロック部材134を用いると、引っ張りバネ169が、規制姿勢の先端位置決め部材133に衝撃が加わった際、この衝撃を、係合側部材134cを回動側部材134dから離間させるように伸びることで吸収する。つまり、先端位置決め部材133に過負荷が作用すると、引っ張りバネ169が伸長動作することで、過負荷を吸収しながら、ロック部材134の係合爪部134aによる上端爪部133cのロックを解除する。上記引っ張りバネ169は、ロック部材134で規制姿勢にロックされた先端位置決め部材133に対して手差しトレイ111(積載手段側)から加わった衝撃を吸収する衝撃吸収手段(弾性部材)を構成する。
以上のようにすることで、第1及び第2の実施形態のようなシート先端を位置決めする構成に限定せずに、先端位置決め部材133及びロック部材134を有する先端位置決め構成において、過負荷作用時の部品破損やシート折れ等の防止が可能になる。
なお、第1、第2及び第3の実施形態では、衝撃吸収手段としてねじりコイルバネ136、圧縮バネ149、引っ張りバネ169等のバネ部材を使用したが、衝撃吸収手段に用いる部材はこれらに限定されるものではない。また、これら実施形態では、電子写真方式の画像形成装置201を用いて説明したが、これに代えて、例えば、ノズルからインク液を吐出させることでシートに画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置に用いることも可能である。
100M…手差し給送装置(シート給送装置)/101…ピックアップローラ(給送ローラ)/102…フィードローラ(搬送ローラ)/102a…フィードローラ軸(搬送回転軸)/103…リタードローラ(分離部材)/106…ピックアップローラ加圧バネ(給送ホルダ付勢手段)/107…給送ホルダ/111…手差しトレイ(積載手段)/133…先端位置決め部材(シート規制部材)/133a…先端位置決め部材の回動軸(規制回動軸)/134…ロック部材/134c…係合側部材(係合部)/134d…回動側部材(軸部)/136…ねじりコイルバネ(衝撃吸収手段,トーションバネ)/149…圧縮バネ(衝撃吸収手段,弾性部材)/169…引っ張りバネ(衝撃吸収手段,弾性部材)/201…画像形成装置/201A…装置本体/201B…画像形成部(画像形成手段)/H…シート給送方向/N1…分離ニップ部/P…シート

Claims (18)

  1. 装置本体と、
    前記装置本体に保持され、シートが積載される積載手段と、
    前記積載手段上のシートを給送する給送ローラと、
    シート給送方向において前記給送ローラの下流に配置された搬送ローラと、
    前記搬送ローラに圧接され、前記搬送ローラとの間に形成される分離ニップ部で、前記給送ローラにより給送されたシートを1枚ずつに分離する分離部材と、
    前記分離ニップ部のシート給送方向の上流に配置され、前記積載手段に積載されるシートの先端を規制して前記分離ニップ部に進入させない規制姿勢と、前記積載手段に積載されるシートが前記分離ニップ部に進入することを許容する通過姿勢と、に姿勢変化可能なシート規制部材と、
    前記シート規制部材前記規制姿勢から前記通過姿勢に変化することを制限する制限部材と、
    前記給送ローラを保持し、前記装置本体により、前記給送ローラを前記積載手段に接近させる接近位置と、前記接近位置より前記給送ローラが前記積載手段から離間する離間位置とに移動可能に支持された給送ホルダと、
    前記給送ホルダとは別個に設けられ、前記給送ホルダに係合して前記給送ホルダを移動させる係合部材と、
    前記係合部材と前記給送ホルダとの間に配置された弾性部材と、を備え、
    制限部材により前記シート規制部材の前記規制姿勢から前記通過姿勢への変化が制限された状態において、前記シート規制部材に対し前記シート給送方向の下流へ向かう所定量以上の負荷が加わった場合に、前記弾性部材が弾性変形することで前記給送ホルダが前記係合部材に対して相対移動し、前記給送ホルダの移動に伴って前記シート規制部材が変位することを許容する、
    ことを特徴とするシート給送装置。
  2. 前記シート規制部材は、前記給送ホルダが前記接近位置から前記離間位置に移動する際に自重で回動して前記規制姿勢となるように前記給送ホルダに支持され、かつ前記制限部材は、前記規制姿勢に回動した前記シート規制部材の前記シート給送方向の下流側に係合して前記規制姿勢から前記通過姿勢への変化を制限する、
    ことを特徴とする請求項1記載のシート給送装置。
  3. 前記給送ローラを駆動する駆動手段と、
    前記駆動手段からの駆動力によって回転するカムと、
    前記カムの回転に伴って揺動し、前記係合部材に当接可能なカムフォロワと、を備え、
    前記給送ホルダは、前記カムフォロワによって前記係合部材が押圧されることで、前記離間位置に保持される、
    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. 前記シート規制部材は、前記積載手段に支持されたシートに当接可能な規制面を有し、前記給送ホルダに回動軸を中心にして回動可能に保持され、
    前記制限部材は、前記シート規制部材の前記規制面とは反対側の面に、前記回動軸と前記シート規制部材の遠端部との間の位置で当接可能な当接部を有し、
    前記シート規制部材の前記規制面に対して前記所定量以上の負荷が加わった場合に、前記当接部を支点として前記回動軸を介して前記給送ホルダに作用する力により、前記給送ホルダが移動する、
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  5. 前記装置本体と前記給送ホルダとの間に配置され、前記給送ホルダを前記接近位置へ向けて付勢する付勢手段を備え、
    前記弾性部材が弾性変形を開始する際に、前記弾性部材が前記給送ホルダに付与するモーメントが、前記付勢手段が前記給送ホルダに付与するモーメントよりも大きい、
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  6. 前記給送ホルダは、前記搬送ローラの回転軸を中心にして回動し、
    前記弾性部材は、前記搬送ローラの回転軸と同軸上に配置されたトーションバネを有する、
    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. 装置本体と、
    前記装置本体に保持され、シートが積載される積載手段と、
    前記積載手段上のシートを給送する給送ローラと、
    シート給送方向において前記給送ローラの下流に配置された搬送ローラと、
    前記搬送ローラに圧接され、前記搬送ローラとの間に形成される分離ニップ部で、前記給送ローラにより給送されたシートを1枚ずつに分離する分離部材と、
    前記分離ニップ部のシート給送方向の上流に配置され、前記積載手段に積載されるシートの先端を規制して前記分離ニップ部に進入させない規制姿勢と、前記積載手段に積載されるシートが前記分離ニップ部に進入することを許容する通過姿勢と、に姿勢変化可能なシート規制部材と、
    記規制姿勢の前記シート規制部材に係合可能な係合部と、前記装置本体に回動可能に支持された軸部とを有し、前記シート規制部材が前記規制姿勢から前記通過姿勢に変化することを制限する制限部材と、
    記係合部と前記軸部との間に配置された弾性部材と、を備え、
    前記制限部材により前記シート規制部材の前記規制姿勢から前記通過姿勢への変化が制限された状態において、前記シート規制部材に対し前記シート給送方向の下流へ向かう所定量以上の負荷が加わった場合に、前記弾性部材が弾性変形することで、前記シート規制部材が変位することを許容する
    ことを特徴とするシート給送装置。
  8. 前記係合部は、前記シート規制部材の前記シート給送方向における下流側の側面に当接しており、
    前記弾性部材は、前記規制姿勢の前記シート規制部材に前記所定量以上の負荷が加わった際に変形して、前記シート規制部材に押圧された前記係合部の変位を許容する、
    ことを特徴とする請求項に記載のシート給送装置。
  9. 前記弾性部材は、前記シート給送方向に沿う姿勢で配置された圧縮バネである、
    ことを特徴とする請求項7又は8に記載のシート給送装置。
  10. 装置本体と、
    前記装置本体に保持され、シートが積載される積載手段と、
    前記積載手段上のシートを給送する給送ローラと、
    前記給送ローラを保持し、前記装置本体に移動可能に支持される給送ホルダと、
    シート給送方向において前記給送ローラの下流に配置された搬送ローラと、
    前記搬送ローラに圧接され、前記搬送ローラとの間に形成される分離ニップ部で、前記給送ローラにより給送されたシートを1枚ずつに分離する分離部材と、
    前記分離ニップ部のシート給送方向の上流に配置され、前記積載手段に積載されるシートの先端を規制して前記分離ニップ部に進入させない規制姿勢と、前記積載手段に積載されるシートが前記分離ニップ部に進入することを許容する通過姿勢と、に姿勢変化可能なシート規制部材と、
    記シート規制部材に係合可能な係合部と、前記給送ホルダに回動可能に支持される軸部とを有し、前記シート規制部材が前記規制姿勢から前記通過姿勢に変化することを制限する制限部材と、
    記係合部と前記軸部との間に配置された弾性部材と、備え、
    前記制限部材により前記シート規制部材の前記規制姿勢から前記通過姿勢への変化が制限された状態において、前記シート規制部材に対し前記シート給送方向の下流へ向かう所定量以上の負荷が加わった場合に、前記弾性部材が弾性変形することで、前記シート規制部材が変位することを許容する
    ことを特徴とするシート給送装置。
  11. 前記弾性部材は、前記シート規制部材に前記所定量以上の負荷が加わった際に変形して、前記シート規制部材が前記給送ホルダに対して相対移動することを許容する、
    ことを特徴とする請求項1に記載のシート給送装置。
  12. 前記シート規制部材は、前記積載手段に積載されたシートに当接可能な規制面と、前記給送ホルダに回動可能に保持される回動軸と、前記回動軸に関して前記規制面の遠端部とは反対側に設けられた突起部と、を有し、
    前記弾性部材は、前記給送ホルダと前記突起部との間に配置された引っ張りバネである、
    ことを特徴とする請求項10又は11に記載のシート給送装置。
  13. 装置本体と、
    前記装置本体に保持され、シートが積載される積載手段と、
    前記積載手段上のシートを給送する給送ローラと、
    シート給送方向において前記給送ローラの下流に配置された搬送ローラと、
    前記搬送ローラに圧接され、前記搬送ローラとの間に形成される分離ニップ部で、前記給送ローラにより給送されたシートを1枚ずつに分離する分離部材と、
    前記分離ニップ部のシート給送方向の上流に配置され、前記積載手段に積載されるシートの先端を規制して前記分離ニップ部に進入させない規制姿勢と、前記積載手段に積載されるシートが前記分離ニップ部に進入することを許容する通過姿勢と、に姿勢変化可能なシート規制部材と、
    前記シート規制部材と接触し、前記シート規制部材が前記規制姿勢から前記通過姿勢へと変化することを制限する制限部材と、
    前記シート規制部材を回動可能に支持し、前記装置本体に対して第1方向とその反対の第2方向とに回動可能な保持部材と、
    前記保持部材に対して相対移動可能に設けられた第1の部材と、
    前記保持部材と前記第1の部材との間に設けられた弾性部材と、
    前記弾性部材を介して前記保持部材を前記第1方向に付勢している状態の前記第1の部材を保持可能な第2の部材と、を備え、
    前記制限部材により前記シート規制部材の前記規制姿勢から前記通過姿勢への変化が規制された状態において、前記シート規制部材に対し前記シート給送方向の下流へ向かう所定量以上の負荷が加わった場合に、前記第2の部材によって前記第1の部材が保持された状態で、前記弾性部材を弾性変形させながら前記保持部材が前記第2方向に移動することで、前記制限部材と前記シート規制部材との接触位置を支点として前記シート規制部材が変位することを許容する、
    ことを特徴とするシート給送装置。
  14. 前記弾性部材は、前記シート規制部材に対して前記所定量より大きな負荷が加わったときに、前記シート規制部材が、前記制限部材による姿勢の制限から解放されて前記通過姿勢に変化可能となる位置まで変位することを許容する、
    ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  15. 前記積載手段は、手差し給送するシートを積載可能な手差しトレイである、
    ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  16. 装置本体と、
    前記装置本体に保持され、シートが積載される積載手段と、
    前記積載手段上のシートを給送する給送ローラと、
    シート給送方向において前記給送ローラの下流に配置された搬送ローラと、
    前記給送ローラを保持し、前記装置本体により、前記給送ローラを前記積載手段に接近させる接近位置と、前記接近位置より前記給送ローラが前記積載手段から離間する離間位置とに回動可能に支持された給送ホルダと、
    前記給送ホルダに係合して前記給送ホルダを移動させる係合部材と、
    前記係合部材と前記給送ホルダとの間に配置された弾性部材と、
    前記搬送ローラに圧接され、前記搬送ローラと間に形成される分離ニップ部で、前記給送ローラにより給送されたシートを1枚ずつに分離する分離部材と、
    前記給送ホルダに保持され、前記シート給送方向において前記分離ニップ部の上流に配置され、前記積載手段に積載されるシートの先端を規制して前記分離ニップ部に進入させない規制姿勢と、前記積載手段に積載されるシートが前記分離ニップ部に進入することを許容する通過姿勢と、に姿勢変化可能なシート規制部材と、
    前記給送ホルダが前記離間位置にある場合には、前記シート規制部材を前記規制姿勢から前記通過姿勢へと変化することを制限し、前記給送ホルダが前記離間位置から前記接近位置へと回動することにより、前記シート規制部材前記規制姿勢から前記通過姿勢へと変化することを許容する制限部材と、を備え、
    前記シート規制部材が前記制限部材によって前記規制姿勢から前記通過姿勢へと変化することを制限されている場合において、前記シート規制部材に対して前記シート給送方向の下流へ向かう所定量以上の負荷が加わったときに、前記弾性部材が弾性変形をする、
    ことを特徴とするシート給送装置。
  17. 前記シート規制部材に対して前記所定量より大きな負荷が加わったときには、前記給送ホルダが前記離間位置から前記接近位置へと回動し、前記シート規制部材が前記規制姿勢から前記通過姿勢へと変化することが許容される
    ことを特徴とする請求項16に記載のシート給送装置。
  18. 請求項1乃至17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り送り出されたシートに画像を形成する画像形成手段と、を備える、
    ことを特徴とする画像形成装置。
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