JP7110605B2 - シート搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート搬送装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。

従来から画像読取装置、画像形成装置、複写機等に搭載されるシート搬送装置は、複数枚重なったシートを１枚ずつ分離して供給する機構を備えている。この機構の一つとして、シートの分離性能を向上させるためにトルクリミッタを用いるリタードローラを設けた構成がある。

例えば、特許文献１には、搬送経路に沿ってシートを搬送する給送ローラと、給送ローラとニップを形成するリタードローラと、給送ローラを駆動する第１モータと、リタードローラを駆動する第２モータとを備えた画像読取装置が開示されている。リタードローラはトルクリミッタを介して軸部材に接続されている。

そして、シートを給送する際には、給送ローラを搬送方向に回転させ、リタードローラを搬送方向と反対側に回転させることにより、複数枚のシートが供給された場合に、リタードローラが重なったシートを分離して搬送方向上流側へ戻すようにしている。シートの分離が終了すると、リタードローラへの駆動を切断することにより、リタードローラは１枚のシートを介して給送ローラの駆動を受け、トルクが作用した状態で搬送方向に回転し、１枚のシートを搬送方向へ搬送する。

特開２０１６－１５９９８９号公報

特許文献１の構成によれば、シートの分離後、１枚のシートを搬送しているときに、リタードローラにトルクリミッタのトルクが作用した状態でシートを搬送するため、そのトルクがシートを搬送する抵抗となる。このように、トルクリミッタを用いるリタードローラを設けた構成においては、シートの分離性能は向上するが、シートの搬送抵抗は大きくなるという課題がある。

本発明は、トルクリミッタを用いるリタードローラを設けた構成において、シートの分離性能の向上とシートの搬送抵抗の軽減とを両立したシート搬送装置を提供することを目的とする。また、そのシート搬送装置を備えた画像形成装置を提供することも目的とする。

本発明のシート搬送装置は、搬送方向に給送されてくるシート（Ｓ）を分離する分離ローラ（２２）と、分離ローラ（２２）とニップを形成するリタードローラ（２３）と、リタードローラ（２３）にシート（Ｓ）の搬送方向（Ｄ）と反対方向に回転負荷を与える負荷手段と、を備え、負荷手段は、モータ（４）と、モータ（４）からの駆動力を搬送方向（Ｄ）と反対方向の駆動力としてリタードローラ（２３）に入力する複数のギアを有する第１駆動列（２０Ａ）と、第１駆動列（２０Ａ）中に配置され、第１負荷を発生する第１トルクリミッタ（３２）と、第１駆動列（２０Ａ）中における第１トルクリミッタ（３２）の駆動上流側に配置され、モータ（４）からの駆動力の接離を切り替えるクラッチ（２８）と、第１駆動列（２０Ａ）とは独立し、リタードローラ（２３）に第２負荷を与える第２トルクリミッタ（３７）と、シート（Ｓ）の搬送中において、クラッチ（２８）を所定時間接続させ、所定時間後に切断するように制御する制御部（９１）と、を備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、シート（Ｓ）の搬送中において所定時間はクラッチ（２８）が接続された状態となるため、第１トルクリミッタ（３２）の第１負荷及び第２トルクリミッタ（３７）の第２負荷がリタードローラ（２３）に与えられる。一方、所定時間経過後にクラッチ（２８）が切断されると、リタードローラ（２３）に第１トルクリミッタ（３２）の第１負荷が掛からなくなり、第２トルクリミッタ（３７）の第２負荷のみが掛かる。

本発明によれば、第１負荷＞第２負荷であれば、クラッチが接続された状態においてリタードローラはアクティブリタードローラとして機能し、第１負荷＜第２負荷であれば、クラッチが接続された状態においてリタードローラはパッシブリタードローラとして機能する。よって、何れの場合でもシート先端部の分離性能が向上する。

また、所定時間経過後にクラッチが切断されると、リタードローラはパッシブリタードローラとして機能する。よって、シート先端部の分離後、シートの搬送中にクラッチを切断することにより、搬送中のシートに掛かる負荷は第２負荷のみとなり、シートの搬送抵抗を軽減することができる。また、クラッチを切断することにより、モータに第１負荷及び第２負荷が掛からなくなるため、モータの負荷が軽減され、省電力化できる。

一実施形態の画像形成装置の中央断面図である。 一実施形態の給送機構の斜視図である。 一実施形態の給送機構の斜視図である。 一実施形態の給送機構の正面図である。 図４のＡ－Ａ断面図である。 図４のＢ－Ｂ断面図である。 図４のＣ－Ｃ断面図である。 図４のＣ－Ｃ断面図である。 図４のＣ－Ｃ断面図である。 図４のＢ－Ｂ断面図である。 図４のＡ－Ａ断面図である。 図４のＣ－Ｃ断面図である。

以下の説明では、図１及び図２に示すように画像形成装置１が使用可能に設置された状態を基準とし、シートトレイ１０が引き出される側を前、その反対側を後とし、画像形成装置１を前側から見て左右方向を規定し、さらに画像形成装置１の排出トレイ８２側を上、その反対を下とし、各方向を定める。

［画像形成装置の全体構成］
図１に示す画像形成装置１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であり、筐体２と、供給ユニット３と、モータ４と、画像形成部の一例としての画像形成ユニット５と、排出ユニット８と、制御ユニット９とを備えている。

供給ユニット３は、画像形成装置１の下部に配置され、供給ユニット３に保持されるシートＳを画像形成ユニット５に搬送するものである。画像形成ユニット５は、供給ユニット３よりもシートＳの搬送方向下流側に配置され、供給ユニット３から搬送されてきたシートＳに画像を形成するものである。排出ユニット８は、画像形成ユニット５よりもシートＳの搬送方向下流側に配置され、画像形成ユニット５により画像が形成されたシートＳを画像形成装置１の外部へ排出するものである。

供給ユニット３は、シートトレイ１０と、シート搬送装置を構成する部材の一例としての給送機構２０と、搬送ローラ２４と、レジストローラ２６とを備えている。

シートトレイ１０は筐体２の下部に形成されるシートトレイ装着部２Ａに着脱可能に装着されている。シートトレイ１０は、シートトレイ装着部２Ａに対して、前方から後方へ向けて挿入することによりシートトレイ装着部２Ａに装着され、装着位置に位置することとなる。また、シートトレイ１０は、シートトレイ装着部２Ａに対して、後方から前方へ向けて引き出すことにより、装着位置から引出位置に位置することとなる。

シートトレイ１０は、複数枚のシートＳを支持可能なトレイ本体１１と、トレイ本体１１に配置されシートＳが積載されるとともにシートＳを上下方向に変位可能な圧板１２と、圧板１２を上昇させるための圧板上昇部材１３とを有する。

圧板１２は回動支点１２Ａで回動可能に支持されており、上下方向に変位することが可能となっている。圧板上昇部材１３はモータ４により駆動されることで先端部が上昇する。圧板上昇部材１３の上昇によって圧板１２が持ち上げられ、圧板１２上に積載されているシートＳが図１に示すような給送可能位置まで上昇させられる。

給送機構２０はシートトレイ１０に積載されるシートＳを一枚ずつ分離して取り出し、搬送ローラ２４へ向けて搬送する機構である。給送機構２０は、給送ローラ２１と、分離ローラ２２と、リタードローラ２３とを備えている。

給送ローラ２１は圧板１２により給送可能位置まで上昇されたシートＳを搬送方向Ｄに給送するローラであり、圧板１２の上方に配置されている。分離ローラ２２は給送ローラ２１よりもシートＳの搬送方向下流側に配置されている。リタードローラ２３は、分離ローラ２２に対向配置されるとともに分離ローラ２２に向けて付勢され、分離ローラ２２とニップを形成している。

給送ローラ２１により取り出されたシートＳは分離ローラ２２側へ送り出され、分離ローラ２２とリタードローラ２３との間で１枚ずつに分離され、搬送ローラ２４に向けて搬送される。

搬送ローラ２４はシートＳに搬送力を付与するローラであり、給送機構２０よりもシートＳの搬送方向下流側に配置されている。搬送ローラ２４の対向位置には、紙粉取りローラ２５が配置されている。給送機構２０から搬送ローラ２４に向けて搬送されてきたシートＳは搬送ローラ２４と紙粉取りローラ２５とで挟持され、レジストローラ２６へ向けて搬送される。

レジストローラ２６は搬送ローラ２４よりもシートＳの搬送方向下流側に配置されている。レジストローラ２６は対向配置されるレジストコロ２７との間で搬送されるシートＳの先端の移動を規制して一旦停止させた後、所定のタイミングにて転写位置に向けて搬送する。

画像形成ユニット５は、供給ユニット３から搬送されてきたシートＳの表面に画像を転写するプロセスカートリッジ５０と、プロセスカートリッジ５０の感光体ドラム５４の表面を露光する露光ユニット６０と、プロセスカートリッジ５０によりシートＳに転写された画像を定着させる定着ユニット７０とを備えている。

プロセスカートリッジ５０は筐体２におけるシートトレイ装着部２Ａよりも上方に配置されている。プロセスカートリッジ５０は、現像剤収容室５１と、供給ローラ５２と、現像ローラ５３と、感光体ドラム５４と、転写ローラ５５とを備えている。

現像剤収容室５１には現像剤となるトナーが収容されている。現像剤収容室５１に収容されたトナーは、図示しない撹拌部材により撹拌されながら供給ローラ５２に送られる。供給ローラ５２は現像剤収容室５１から送られてくるトナーをさらに現像ローラ５３へ供給する。

現像ローラ５３は供給ローラ５２に密着して配置されており、供給ローラ５２から供給されるとともに図示しない摺接部材により正帯電されたトナーを担持する。また、現像ローラ５３には、図示しないバイアス印加手段により正の現像バイアスが印加される。

感光体ドラム５４は現像ローラ５３に隣接して配置されている。感光体ドラム５４の表面は図示しない帯電器により一様に正帯電された後、露光ユニット６０により露光される。感光体ドラム５４の露光された部分は他の部分よりも電位が低くなり、感光体ドラム５４に画像データに基づく静電潜像が形成される。そして、静電潜像が形成された感光体ドラム５４の表面に、正に帯電されたトナーが現像ローラ５３から供給されることにより、静電潜像が顕像化されて現像剤像となる。

転写ローラ５５は感光体ドラム５４に対向配置され、図示しないバイアス印加手段により負の転写バイアスが印加される。転写ローラ５５の表面に転写バイアスがされている状態で、現像剤像が形成された感光体ドラム５４と転写ローラ５５との間（転写位置）でシートＳを挟持しなから搬送することにより、感光体ドラム５４の表面に形成された現像剤像がシートＳの表面に転写される。

露光ユニット６０は、レーザダイオードと、ポリゴンミラーと、レンズと、反射鏡とを備えており、画像形成装置１に入力された画像データに基づいてレーザ光を感光体ドラム５４へ向けて照射することにより、感光体ドラム５４の表面を露光する。

定着ユニット７０は、加熱ローラ７１と、押圧ローラ７２とを備えている。加熱ローラ７１はモータ４からの駆動力により回転駆動され、加熱ローラ７１は図示しない電源から電力を供給することで加熱される。押圧ローラ７２は加熱ローラ７１に対向配置されており、加熱ローラ７１に密着して従動回転する。現像剤像が転写されたシートＳが定着ユニット７０に搬送されてくると、加熱ローラ７１と押圧ローラ７２との間でシートＳを挟持しながら搬送し、シートＳに現像剤像を定着させる。

排出ユニット８は、排出ローラ８１と、排出トレイ８２とを備えている。排出ローラ８１は一対のローラであり、定着ユニット７０から搬送されてくるシートＳを筐体２の外部へ向けて排出する。排出トレイ８２は筐体２の上面に形成されており、排出トレイ８２には排出ローラ８１により筐体２の外部に排出されたシートＳが堆積される。

制御ユニット９は、画像形成装置１全体を制御する部材であり、制御部として機能するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９１と、メモリ９２とを備える。メモリ９２は、図示しないシートセンサ等の検知結果を記憶する。ＣＰＵ９１は、図示しないＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されたプログラムに基づいて、モータ４、給送機構２０、画像形成ユニット５等を制御する。例えば、ＣＰＵ９１は、シートＳの搬送中において、給送機構２０のクラッチ２８を所定時間接続させ、所定時間後に切断するように制御する。

［給送機構の構成］
図２及び図３は給送機構２０の斜視図であり、図４は給送機構２０の正面図である。給送機構２０は、上述した給送ローラ２１と、分離ローラ２２と、リタードローラ２３とに加え、クラッチ２８と、第１ギア２９と、第２ギア３０と、第３ギア３１と、第１トルクリミッタ３２と、第１軸部３３とを備えている。また給送機構２０は、第４ギア３４と、第５ギア３５と、第６ギア３６と、第２トルクリミッタ３７と、ワンウェイクラッチ３８と、第１ホルダ３９とを備えている。また給送機構２０は、第２軸部４０と、第７ギア４１と、第８ギア４２と、第９ギア４３と、第２ホルダ４４とを備えている。

クラッチ２８と、第２軸部４０と、第１ギア２９と、第２ギア３０と、第３ギア３１と、第１トルクリミッタ３２と、第１軸部３３と、第４ギア３４と、第５ギア３５と、第６ギア３６とは、第１駆動列２０Ａに含まれる構成要素の一例である。第１駆動列２０Ａは、モータ４からの駆動力をシートＳの搬送方向Ｄと反対方向の駆動力としてリタードローラ２３に入力する複数のギアを有する駆動列である。

クラッチ２８と、第２軸部４０と、第１ギア２９と、第７ギア４１と、第８ギア４２と、第９ギア４３とは、第２駆動列２０Ｂに含まれる構成要素の一例である。第２駆動列２０Ｂは、モータ４からの駆動力をシートＳの搬送方向Ｄの駆動力として給送ローラ２１に入力する複数のギアを有する駆動列である。

モータ４と、第１駆動列２０Ａと、第１トルクリミッタ３２と、クラッチ２８と、第２トルクリミッタ３７と、ＣＰＵ９１とは、負荷手段に含まれる構成要素の一例である。負荷手段は、リタードローラ２３にシートＳの搬送方向Ｄと反対方向に回転負荷を与える手段である。

クラッチ２８は、モータ４からの駆動力の接離を切り替える電磁クラッチである。クラッチ２８は、複数のギアを有する駆動列を介してモータ４に繋がっている。またクラッチ２８は、電気的にＣＰＵ９１に接続されている。クラッチ２８は、第１駆動列２０Ａ中における第１トルクリミッタ３２の駆動上流側に配置され、かつ第２駆動列２０Ｂ中における第１ギア２９の駆動上流側に配置される。

本実施形態においてクラッチ２８は、第２軸部４０の左端部に設けられ、第１ギア２９の駆動上流側に配置される。そして、ＣＰＵ２８の制御によりクラッチ２８が接続されると、モータ４からの駆動力が第２軸部４０に伝達され、第２軸部４０及び第１ギア２９が回転する。一方、ＣＰＵ２８の制御によりクラッチ２８が切断されると、モータ４からの駆動力が第２軸部４０に伝達されない。

第１ギア２９は、クラッチ２８の右側の第２軸部４０上に設けられたギアであり、第２軸部４０と一体的に回転する。第２ギア３０は、第１ギア２９に噛み合うギアである。第３ギア３１は、第１トルクリミッタ３２の外周に設けられ、第２ギア３０に噛み合うギアである。

第１トルクリミッタ３２は、第３ギア３１の内周に設けられ、第１軸部３３の左端部に設けられた第１負荷を発生するトルクリミッタである。モータ４からの駆動力により第３ギア３１が回転すると、第１トルクリミッタ３２は第３ギア３１と同方向に回転し、第１トルクリミッタ３２から第１軸部３３に最大で第３ギア３１の回転方向と同方向の第１負荷が加えられる。

第１軸部３３は、左右方向に延びる第１回転軸線Ｒ１を中心に回転する軸部である。第１軸部３３の左端部には第１トルクリミッタ３２が設けられ、右端部には第４ギア３４が設けられる。また第１軸部３３には、第１ホルダ３９の左側部３９Ａに形成された貫通孔３９Ｅが挿通されている。これにより、第１軸部３３は、第１ホルダ３９を第１回転軸線Ｒ１を中心に揺動可能に支持する。

第４ギア３４は、第１ホルダ３９の左側部３９Ａの内側に貫通した第１軸部３３の右端部に設けられたギアであり、第１軸部３３と一体的に回転する。第５ギア３５は、第１ホルダ３９の左側部３９Ａの内側に設けられ、第４ギア３４に噛み合うギアである。第６ギア３６は、第１ホルダ３９の左側部３９Ａの内側に設けられ、第５ギア３５に噛み合うギアである。第６ギア３６は、リタードローラ２３の回転軸部２３Ａに設けられ、リタードローラ２３と一体的に回転する。

リタードローラ２３は、左右方向に延びる回転軸部２３Ａを有する。回転軸部２３Ａの左端部付近には第６ギア３６が設けられる。回転軸部２３Ａの左端部は第１ホルダ３９の左側部３９Ａに回転可能に支持され、回転軸部２３Ａの右端部は第１ホルダ３９の右側部３９Ｂに回転可能に支持される。これにより、リタードローラ２３は第１ホルダ３９に回転可能に支持される。

第２トルクリミッタ３７は、第１駆動列２０Ａとは独立し、リタードローラ２３に第２負荷を与えるトルクリミッタである。第２トルクリミッタ３７は、リタードローラ２３の回転軸上であってワンウェイクラッチ３８の右側面に設けられる。第２トルクリミッタ３７は、ワンウェイクラッチ３８の右側面と第１ホルダ３９の右側部３９Ｂとの間に配置され、第１ホルダ３９の右側部３９Ｂに連結されることで固定される。

ワンウェイクラッチ３８は、リタードローラ２３と第２トルクリミッタ３７との間に配置される。本実施形態においてワンウェイクラッチ３８は、リタードローラ２３の内部に組み込まれている。

ワンウェイクラッチ３８は、リタードローラ２３が搬送方向Ｄと反対方向に回転することを許容する部材である。つまり、リタードローラ２３が搬送方向Ｄと反対方向に回転する際にはワンウェイクラッチ３８が回転力を伝達しないため第２トルクリミッタ３７は第２負荷を発生せず、リタードローラ２３に第２トルクリミッタ３７の第２負荷は掛からない。一方、リタードローラ２３が搬送方向Ｄに回転する際にはワンウェイクラッチ３８がリタードローラ２３の回転力を第２トルクリミッタ３７に伝達するため、第２トルクリミッタ３７は第２負荷を発生し、リタードローラ２３に第２トルクリミッタ３７の第２負荷が掛かる。

第１ホルダ３９は、リタードローラ２３を分離ローラ２２に対して揺動可能に保持するとともに、第２トルクリミッタ３７を連結するホルダである。第１ホルダ３９は、リタードローラ２３の左側に配置される左側部３９Ａと、第２トルクリミッタ３７の右側に配置される右側部３９Ｂと、左側部３９Ａの上端部と右側部３９Ｂの上端部とを繋ぐ上側部３９Ｃと、左側部３９Ａの下端部と右側部３９Ｂの下端部とを繋ぐ下側部３９Ｄとを有する。

そして、左側部３９Ａの第１回転軸線Ｒ１との交点には、第１軸部３３に挿通される貫通孔３９Ｅが形成されている。また、右側部３９Ｂの第１回転軸線Ｒ１との交点には、シートトレイ１０の突起に挿通される貫通孔３９Ｆが形成されている。これにより、第１ホルダ３９は第１回転軸線Ｒ１を中心に揺動可能に支持される。このように、リタードローラ２３を第１ホルダ３９を介してシートトレイ１０に取り付けることにより、リタードローラ２３を直接シートトレイ１０に取り付ける場合よりも簡単な構成で揺動可能とすることができる。

第１ホルダ３９は、図示しないバネ等の付勢部材によって分離ローラ２２へ向かって付勢されている。これにより、分離ローラ２２とリタードローラ２３との間でニップが形成される。

第２軸部４０は、左右方向に延びる第２回転軸線Ｒ２を中心に回転する軸部である。第２軸部４０の左端部にはクラッチ２８及び第１ギア２９が設けられ、右端部には第７ギア４１及び分離ローラ２２が設けられる。また第２軸部４０には、第２ホルダ４４の左側部４４Ａに形成された貫通孔４４Ｄ及び右側部４４Ｂに形成された貫通孔４４Ｅが挿通されている。これにより、第２軸部４０は、第２ホルダ４４を第２回転軸線Ｒ２を中心に揺動可能に支持する。

第７ギア４１は、第２ホルダ４４の左側部４４Ａの内側に貫通した第２軸部４０に設けられたギアであり、第２軸部４０と一体的に回転する。

分離ローラ２２には、図示しないワンウェイクラッチが組み込まれている。これにより第２軸部４０が停止しているときに分離ローラ２２が第２軸部４０に対して搬送方向Ｄに空転可能となる。第２軸部４０は、矢印Ｆ１方向に回転するときに分離ローラ２２へ駆動を伝達し分離ローラ２２を矢印Ｆ１方向と同じ方向に回転させる。

第８ギア４２は、第２ホルダ４４の左側部４４Ａの内側に設けられ、第７ギア４１に噛み合うギアである。第９ギア４３は、第２ホルダ４４の左側部４４Ａの内側に設けられ、第８ギア４２に噛み合うギアである。第９ギア４３は、給送ローラ２１の回転軸部２１Ａに設けられる。

給送ローラ２１は、左右方向に延びる回転軸部２１Ａを有する。回転軸部２１Ａの左端部付近には第９ギア４３が設けられる。回転軸部２１Ａの左端部は第２ホルダ４４の左側部４４Ａに回転可能に支持され、回転軸部２１Ａの右端部は第２ホルダ４４の右側部４４Ｂに回転可能に支持される。これにより、給送ローラ２１は第２ホルダ４４に回転可能に支持される。

給送ローラ２１には、図示しないワンウェイクラッチが組み込まれている。これにより回転軸部２１Ａが停止しているときに給送ローラ２１が回転軸部２１Ａに対して搬送方向Ｄに空転可能となる。第９ギア４３が回転すると回転軸部２１Ａが回転しワンウェイクラッチが回転力を伝達するため、給送ローラ２１と第９ギア４３との間で回転力が伝達される。

第２ホルダ４４は、給送ローラ２１及び分離ローラ２２を保持するとともに、第２回転軸線Ｒ２を中心に給送ローラ２１をシートトレイ１０に支持されるシートＳに対して揺動可能とするホルダである。第２ホルダ４４は、給送ローラ２１及び分離ローラ２２の左側に配置される左側部４４Ａと、給送ローラ２１及び分離ローラ２２の右側に配置される右側部４４Ｂと、左側部４４Ａの上端部と右側部４４Ｂの上端部とを繋ぐ上側部４４Ｃとを有する。

そして、左側部４４Ａの第２回転軸線Ｒ２との交点には、第２軸部４０に挿通される貫通孔４４Ｄが形成されている。また、右側部４４Ｂの第２回転軸線Ｒ２との交点には、第２軸部４０に挿通される貫通孔４４Ｅが形成されている。これにより、第２ホルダ４４は第２軸部４０に第２回転軸線Ｒ２を中心に揺動可能に支持される。第２ホルダ４４は、図示しないバネ等の付勢部材によってシートトレイ１０に支持されるシートＳへ向かって付勢されている。これにより、給送ローラ２１はシートトレイ１０に支持されるシートＳに押し付けられる。

上記の給送機構２０によれば、モータ４の駆動力を、第１駆動列２０Ａを介してリタードローラ２３に入力するとともに、第２駆動列２０Ｂを介して分離ローラ２２及び給送ローラ２１に入力することにより、リタードローラ２３と分離ローラ２２と給送ローラ２１とを駆動するモータ４を兼用することができ、コストを削減することができる。

また上記の給送機構２０によれば、１つのクラッチ２８が第１駆動列２０Ａ及び第２駆動列２０Ｂの両方に配置されため、クラッチ２８を兼用することができ、コストを削減することができる。

また上記の給送機構２０によれば、第１回転軸線Ｒ１方向に沿って左から順に、第１トルクリミッタ３２、リタードローラ２３、第２トルクリミッタ３７が配置されている。このように、第２トルクリミッタ３７を第１駆動列２０Ａの外側に配置することにより、第２トルクリミッタ３７を第１駆動列２０Ａと独立した位置に配置しやすくなる。

［給送機構の動作］
次に、シートＳの搬送時の給送機構２０の動作について説明する。以下では、シートＳがシートトレイ１０から給送開始されてシートＳの先端部がリタードローラ２３により分離されるまでの給送・分離動作と、給送・分離動作に続いてシートＳの後端部がリタードローラ２３を通過するまでの搬送動作とに分けて説明する。

＜給送・分離動作＞
まず、給送・分離動作について図５から図８を参照して説明する。図５は図４のＡ－Ａ断面図であり、図６は図４のＢ－Ｂ断面図であり、図７及び図８は図４のＣ－Ｃ断面図である。

給送・分離動作は、ＣＰＵ９１が、クラッチ２８を所定時間接続させるように制御することによって実行される。クラッチ２８が接続されると、モータ４からの駆動力がクラッチ２８を介して第２軸部４０に伝達され、図５に示すように、第２軸部４０が矢印Ｆ１方向に回転する。これにより、第１ギア２９も矢印Ｆ１方向に回転し、第２ギア３０は矢印Ｆ２方向に回転し、第３ギア３１は矢印Ｆ３方向に回転する。

一方、図６に示すように、第２軸部４０の矢印Ｆ１方向への回転により、分離ローラ２２及び第７ギア４１も矢印Ｆ１方向に回転する。分離ローラ２２の矢印Ｆ１方向への回転はシートＳを搬送方向Ｄに搬送する搬送力となる。また、第７ギア４１の矢印Ｆ１方向への回転により、第８ギア４２はＦ４方向に回転し、第９ギア４３及び給送ローラ２１は矢印Ｆ５方向に回転する。給送ローラ２１の矢印Ｆ５方向への回転はシートＳを搬送方向Ｄに搬送する搬送力となる。

また、分離ローラ２２の矢印Ｆ１方向への回転により、分離ローラ２２とニップを形成しているリタードローラ２３は矢印Ｆ６方向に回転する。このとき、ワンウェイクラッチ３８がリタードローラ２３の矢印Ｆ６方向の回転力を第２トルクリミッタ３７に伝達するため、第２トルクリミッタ３７は第２負荷を発生し、リタードローラ２３に第２トルクリミッタ３７の第２負荷が掛かる。

リタードローラ２３の矢印Ｆ６方向への回転により、第６ギア３６も矢印Ｆ６方向に回転し、第５ギア３５は矢印Ｆ７方向に回転し、第４ギア３４及び第１軸部３３は矢印Ｆ８方向に回転する。ここで、矢印Ｆ８方向に回転する第１軸部３３と、矢印Ｆ３方向へ回転する第３ギア３１とは、回転方向が逆であるため、第１トルクリミッタ３２は第１負荷を発生する。

第１トルクリミッタ３２で発生した第１負荷は、第１軸部３３、第４ギア３４、第５ギア３５、第６ギア３６を介してリタードローラ２３に伝達される。よって、分離ローラ２２は、第１負荷と第２負荷を足し合わせた負荷でリタードローラ２３を搬送方向Ｄに回転させることになる。したがって、モータ４にも第１負荷と第２負荷を足し合わせた負荷が掛かることになる。

この状態において、シートトレイ１０のシートＳは、給送ローラ２１によって搬送方向Ｄに給送される。このとき、１枚のシートＳが給送された場合、シートＳは分離ローラ２２及びリタードローラ２３でニップされて搬送方向Ｄへ正常に搬送される。一方、複数枚、例えば２枚のシートＳが重なって給送された場合、２枚のシートＳの前端部がほぼ重なった状態で分離ローラ２２及びリタードローラ２３のニップ部分に到達する。

図８に示すように、２枚のシートＳが分離ローラ２２及びリタードローラ２３でニップされた状態では、２枚のシートＳ間の摩擦力が上側のシートＳと分離ローラ２２との摩擦力及び下側のシートＳとリタードローラ２３との摩擦力よりも小さくなる。よって、２枚のシートＳ間で滑りが生じ、分離ローラ２２からリタードローラ２３へ駆動力はほとんど伝達されなくなる。その結果、上側のシートＳはモータ４の駆動力で矢印Ｆ１方向に回転している分離ローラ２２によって搬送方向Ｄに搬送される。

一方、分離ローラ２２からリタードローラ２３に伝達される搬送方向Ｄの駆動力が第１トルクリミッタ３２の第１負荷と第２トルクリミッタ３７の第２負荷の和より小さくなる場合、リタードローラ２３は搬送方向Ｄである矢印Ｆ６方向に回転しなくなる。他方、リタードローラ２３におけるシートＳから受ける搬送方向Ｄの駆動力が第１トルクリミッタ３２の第１負荷より小さいと、リタードローラ２３は第１駆動列２０Ａを通じて搬送方向Ｄと反対方向の駆動力が伝達され逆転する。

具体的には、モータ４からの駆動力により第１軸部３３及び第４ギア３４が矢印Ｆ９方向に回転し、第５ギア３５が矢印Ｆ１０方向に回転し、第６ギア３６が矢印Ｆ１１方向に回転する。そして、矢印Ｆ１１方向に回転するワンウェイクラッチ３８により第２トルクリミッタ３７の第２負荷は発生せず、リタードローラ２３は第１トルクリミッタ３２で発生した第１負荷で搬送方向Ｄと反対方向である矢印Ｆ１１方向に回転する。

その結果、下側のシートＳはリタードローラ２３によって搬送方向Ｄと反対方向に搬送される。このように、リタードローラ２３はアクティブリタードローラとして機能するため、シートＳの先端部の分離性能が向上する。

＜搬送動作＞
次に、搬送動作について図９から図１２を参照して説明する。図９は図４のＣ－Ｃ断面図であり、図１０は図４のＢ－Ｂ断面図であり、図１１は図４のＡ－Ａ断面図であり、図１２は図４のＣ－Ｃ断面図である。

搬送動作は、ＣＰＵ９１が、クラッチ２８を所定時間接続させた給送・分離動作に続いてクラッチ２８を切断するように制御することによって実行される。クラッチ２８が切断されると、モータ４からの駆動力が第２軸部４０、つまり給送機構２０に伝達されなくなる。これにより、給送機構２０は、搬送ローラ２４等の駆動力によって搬送されているシートＳの移動によって駆動される。

すなわち、図９又は図１０に示すように、シートＳに接触している給送ローラ２１と分離ローラ２２とリタードローラ２３とが搬送方向Ｄに回転する。つまり、給送ローラ２１が矢印Ｆ５方向に回転し、分離ローラ２２が矢印Ｆ１方向に回転し、リタードローラ２３が矢印Ｆ６方向に回転する。

給送ローラ２１及び分離ローラ２２にはワンウェイクラッチが組み込まれているため、給送ローラ２１及び分離ローラ２２は空転する。一方、リタードローラ２３が矢印Ｆ６方向に回転すると、ワンウェイクラッチ３８がリタードローラ２３の矢印Ｆ６方向の回転力を第２トルクリミッタ３７に伝達するため、第２トルクリミッタ３７は第２負荷を発生し、リタードローラ２３に第２トルクリミッタ３７の第２負荷が掛かる。

リタードローラ２３の矢印Ｆ６方向への回転により、第６ギア３６も矢印Ｆ６方向に回転し、第５ギア３５は矢印Ｆ７方向に回転し、第４ギア３４及び第１軸部３３は矢印Ｆ８方向に回転する。第１軸部３３の矢印Ｆ８方向への回転により、図１１に示すように、第１トルクリミッタ３２及び第３ギア３１も矢印Ｆ８方向に回転し、第２ギア３０は矢印Ｆ１２方向に回転し、第１ギア２９及び第２軸部４０は矢印Ｆ１３方向に回転する。このとき、第１トルクリミッタ３２には第３ギア３１から負荷が掛かっていないため第１負荷は発生しない。したがって、リタードローラ２３に第１トルクリミッタ３２の第１負荷は掛からない。

第２軸部４０の矢印Ｆ１３方向への回転により、図１０に示すように、第７ギア４１も矢印Ｆ１３方向に回転し、第８ギア４２は矢印Ｆ１４方向に回転し、第９ギア４３は矢印Ｆ１５方向に回転する。このとき、給送ローラ２１及び分離ローラ２２にはワンウェイクラッチが組み込まれているため、第２軸部４０から分離ローラ２２へ回転力は伝達されず、第９ギア４３から給送ローラ２１へ回転力は伝達されない。よって、給送ローラ２１は矢印Ｆ５方向、分離ローラ２２は矢印Ｆ１方向への回転を維持する。

このように、クラッチ２８が切断されると、リタードローラ２３に第１トルクリミッタ３２の第１負荷が掛からなくなり、第２トルクリミッタ３７の第２負荷のみが掛かる。よって、搬送中のシートＳに掛かる負荷は第２負荷のみとなり、シートＳの搬送抵抗を軽減することができる。また、クラッチ２８を切断することにより、モータ４に第１負荷及び第２負荷が掛からなくなるため、モータ４の負荷が軽減され、省電力化できる。

上記の搬送動作中に次のシートＳが重なって給送された場合、図１２に示すように、次のシートＳの前端部は前のシートＳの下に重なった状態で分離ローラ２２及びリタードローラ２３のニップ部分に到達する。この状態において上側のシートＳは搬送ローラ２４等の駆動力によってそのまま搬送方向Ｄに搬送される。

一方、下側のシートＳは、上側のシートＳとの摩擦力よりもリタードローラ２３との摩擦力の方が大きくなるため、上側のシートＳとの間で滑りが生じる。これにより、リタードローラ２３には搬送中の上側のシートＳを介して搬送ローラ２４等の駆動力がほとんど伝達されなくなり、その駆動力は第２トルクリミッタ３７の第２負荷より小さくなるため、リタードローラ２３は搬送方向Ｄである矢印Ｆ６方向に回転しなくなる。そして、クラッチ２８が切断されリタードローラ２３にモータ４の駆動力は入力されていないため、リタードローラ２３の回転は停止する。

その結果、下側のシートＳはリタードローラ２３によってせき止められる。このように、リタードローラ２３はパッシブリタードローラとして機能するため、搬送動作中に次のシートＳが重なって給送された場合でもシートＳの分離性能が向上する。

［変形例］
上記の給送機構２０において、リタードローラ２３と第２トルクリミッタ３７との間のワンウェイクラッチ３８をなくした構成とすることもできる。この構成においてクラッチ２８が接続されると、第１負荷＞第２負荷である場合、上記の実施形態と同様にリタードローラ２３はアクティブリタードローラとして機能する。一方、第１負荷＜第２負荷である場合、リタードローラ２３はパッシブリタードローラとして機能する。よって、何れの場合でもシート先端部の分離性能が向上する。

上記の給送機構２０では、給送ローラ２１と分離ローラ２２とを別々に設けた構成としたが、給送ローラ２１を省略し、分離ローラ２２を大径にした構成とすることもできる。この構成によると、分離ローラ２２がシートトレイ１０上のシートＳの上面にも接触可能となり、分離ローラ２２がシートＳの給送機能も備えることになる。

［実施形態の効果］
上記の実施形態である画像形成装置１に搭載されるシート搬送装置は、搬送方向Ｄに給送されてくるシートＳを分離する分離ローラ２２を備える。またシート搬送装置は、分離ローラ２２とニップを形成するリタードローラ２３と、リタードローラ２３にシートＳの搬送方向Ｄと反対方向に回転負荷を与える負荷手段とを備える。負荷手段は、モータ４と、モータ４からの駆動力を搬送方向Ｄと反対方向の駆動力としてリタードローラ２３に入力する複数のギアを有する第１駆動列２０Ａと、第１駆動列２０Ａ中に配置され、第１負荷を発生する第１トルクリミッタ３２とを備える。また負荷手段は、第１駆動列２０Ａ中における第１トルクリミッタ３２の駆動上流側に配置され、モータ４からの駆動力の接離を切り替えるクラッチ２８と、第１駆動列２０Ａとは独立し、リタードローラ２３に第２負荷を与える第２トルクリミッタ３７とを備える。また負荷手段は、シートＳの搬送中において、クラッチ２８を所定時間接続させ、所定時間後に切断するように制御するＣＰＵ９１を備える。

この構成によれば、シートＳの搬送中において所定時間はクラッチ２８が接続された状態となるため、第１トルクリミッタ３２の第１負荷及び第２トルクリミッタ３７の第２負荷がリタードローラ２３に与えられる。このとき、第１負荷＞第２負荷であれば、リタードローラ２３はアクティブリタードローラ２３として機能し、第１負荷＜第２負荷であればパッシブリタードローラ２３として機能する。よって、何れの場合でもシートＳ先端部の分離性能が向上する。

一方、所定時間経過後にクラッチ２８が切断されると、リタードローラ２３に第１トルクリミッタ３２の第１負荷が掛からなくなり、第２トルクリミッタ３７の第２負荷のみが掛かる。したがって、クラッチ２８が切断された状態では、リタードローラ２３はパッシブリタードローラ２３として機能する。よって、シートＳ先端部の分離後、シートＳの搬送中にクラッチ２８を切断することにより、搬送中のシートＳに掛かる負荷は第２負荷のみとなり、シートＳの搬送抵抗を軽減することができる。また、クラッチ２８を切断することにより、モータ４に第１負荷及び第２負荷が掛からなくなるため、モータ４の負荷が軽減され、省電力化できる。

また上記のシート搬送装置では、リタードローラ２３と第２トルクリミッタ３７との間に、リタードローラ２３が搬送方向Ｄと反対方向に回転することを許容するワンウェイクラッチ３８が配置されている。

この構成によれば、クラッチ２８が接続されている状態において、リタードローラ２３には第１トルクリミッタ３２の第１負荷のみが与えられる。よって、リタードローラ２３は、パッシブリタードローラ２３より分離性能の高いアクティブリタードローラ２３として機能する。

また上記の変形例のシート搬送装置では、第１トルクリミッタ３２は、第２負荷より大きい第１負荷を発生する。

この構成によれば、リタードローラ２３にワンウェイクラッチ３８が配置されているか否かに関わらず、クラッチ２８が接続されている状態において、リタードローラ２３は、パッシブリタードローラ２３より分離性能の高いアクティブリタードローラ２３として機能する。

また上記の実施形態のシート搬送装置は、分離ローラ２２よりも搬送方向上流側に設けられ、分離ローラ２２にシートＳを給送する給送ローラ２１と、モータ４からの駆動力を搬送方向Ｄの駆動力として給送ローラ２１に入力する複数のギアを有する第２駆動列２０Ｂとを備える。

この構成によれば、モータ４を兼用することができ、コストを削減することができる。

また上記の実施形態のシート搬送装置では、クラッチ２８は、第２駆動列２０Ｂ中に配置される。

この構成によれば、クラッチ２８を第１駆動列２０Ａと第２駆動列２０Ｂとに兼用することができ、コストを削減することができる。

また上記の実施形態のシート搬送装置では、分離ローラ２２は、第２駆動列２０Ｂ中におけるクラッチ２８の駆動下流側かつ給送ローラ２１の駆動上流側に配置される。

この構成によれば、モータ４を分離ローラ２２のモータ４として兼用でき、クラッチ２８を分離ローラ２２のクラッチ２８として兼用でき、コストを削減することができる。

また上記の実施形態のシート搬送装置では、リタードローラ２３の回転軸線方向に沿って順に、第１トルクリミッタ３２、リタードローラ２３、第２トルクリミッタ３７が配置される。

この構成によれば、第２トルクリミッタ３７を第１駆動列２０Ａの外側に配置することにより、第２トルクリミッタ３７を第１駆動列２０Ａと独立した位置に配置しやすくなる。

また上記の実施形態のシート搬送装置では、リタードローラ２３を分離ローラ２２に対して揺動可能に保持するとともに、第２トルクリミッタ３７を連結する第１ホルダ３９を備える。

この構成によれば、リタードローラ２３を第１ホルダ３９を介してシートトレイ１０に取り付けることにより、リタードローラ２３を直接シートトレイ１０に取り付ける場合よりも簡単な構成で揺動可能とすることができる。

１ 画像形成装置
４ モータ
５ 画像形成ユニット（画像形成部）
２１ 給送ローラ
２２ 分離ローラ
２３ リタードローラ
２０Ａ 第１駆動列
２０Ｂ 第２駆動列
２８ クラッチ
３２ 第１トルクリミッタ
３７ 第２トルクリミッタ
３８ ワンウェイクラッチ
３９ 第１ホルダ
９１ ＣＰＵ（制御部）
Ｄ 搬送方向
Ｓ シート

Claims (10)

1. 搬送方向に給送されてくるシートを分離する分離ローラと、
   前記分離ローラとニップを形成するリタードローラと、
   前記リタードローラに前記シートの搬送方向と反対方向に回転負荷を与える負荷手段と、を備え、
   前記負荷手段は、
   モータと、
   前記モータからの駆動力を前記搬送方向と反対方向の駆動力として前記リタードローラに入力する複数のギアを有する第１駆動列と、
   前記第１駆動列中に配置され、第１負荷を発生する第１トルクリミッタと、
   前記第１駆動列中における前記第１トルクリミッタの駆動上流側に配置され、前記モータからの駆動力の接離を切り替えるクラッチと、
   前記モータからの駆動力を前記リタードローラに入力する駆動列とは独立し、前記リタードローラに第２負荷を与える第２トルクリミッタと、
   前記シートの搬送中において、前記クラッチを所定時間接続させ、前記所定時間後に切断するように制御する制御部と、
   前記リタードローラと前記第２トルクリミッタとの間に配置され、前記リタードローラが前記搬送方向と反対方向に回転することを許容するワンウェイクラッチと、を備え、
   前記クラッチが切断されると、前記モータから前記リタードローラへの駆動力が遮断されることを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記リタードローラは、
   前記クラッチが接続された状態でシートが重なって給送された場合、前記リタードローラに接するシートを前記搬送方向と反対方向に搬送するアクティブリタードローラとして機能し、
   前記クラッチが切断された状態でシートが重なって給送された場合、前記リタードローラに接するシートをせき止めるパッシブリタードローラとして機能することを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
3. 前記クラッチが切断されると、前記リタードローラに前記第１負荷が与えられず、前記第２負荷のみが与えられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシート搬送装置。
4. 前記第１トルクリミッタは、前記第２負荷より大きい前記第１負荷を発生することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のシート搬送装置。
5. 前記分離ローラよりも前記搬送方向上流側に設けられ、前記分離ローラにシートを給送する給送ローラと、
   前記モータからの駆動力を前記搬送方向の駆動力として前記給送ローラに入力する複数のギアを有する第２駆動列とを備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のシート搬送装置。
6. 前記クラッチは、前記第２駆動列中に配置されることを特徴とする請求項５に記載のシート搬送装置。
7. 前記分離ローラは、前記第２駆動列中における前記クラッチの駆動下流側かつ前記給送ローラの駆動上流側に配置されることを特徴とする請求項６に記載のシート搬送装置。
8. 前記リタードローラの回転軸線方向に沿って順に、前記第１トルクリミッタ、前記リタードローラ、前記第２トルクリミッタが配置されることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載のシート搬送装置。
9. 前記リタードローラを前記分離ローラに対して揺動可能に保持するとともに、前記第２トルクリミッタを連結するホルダを備えることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載のシート搬送装置。
10. 請求項１から請求項９の何れか一項に記載のシート搬送装置と、
    前記シート搬送装置により搬送される前記シートに画像を形成する画像形成部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

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