JP2006306538A - シート給送装置及び画像形成装置並びに画像読取装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 給紙性能を確保することができると共に、省スペース化が可能なシート給送装置及び画像形成装置並びに画像読取装置を提供する。
【解決手段】 シート給送手段8と当接し、シート給送手段8と連れ回りする分離ローラ6aと、分離ローラ6aに所定以上の回転トルクが作用すると分離ローラ6aとシート給送手段8との連れ回りを許容し、所定以下の回転トルクが作用するとシート給送手段8との連れまわりを阻止するトルクリミッタ6bと、を備え、かつシート給送手段側に付勢されたシート分離手段により、シート給送手段8よってシート積載手段2から送り出されるシートSを1枚ずつ分離する。そして、このシート給送手段側に付勢されたシート分離手段をガイド手段6eによりスライド可能に支持し、かつシート給送手段8と分離ローラ6aとが対向する方向に対して異なる方向に所定角度をもってガイドするようにする。
【選択図】 図2
【解決手段】 シート給送手段8と当接し、シート給送手段8と連れ回りする分離ローラ6aと、分離ローラ6aに所定以上の回転トルクが作用すると分離ローラ6aとシート給送手段8との連れ回りを許容し、所定以下の回転トルクが作用するとシート給送手段8との連れまわりを阻止するトルクリミッタ6bと、を備え、かつシート給送手段側に付勢されたシート分離手段により、シート給送手段8よってシート積載手段2から送り出されるシートSを1枚ずつ分離する。そして、このシート給送手段側に付勢されたシート分離手段をガイド手段6eによりスライド可能に支持し、かつシート給送手段8と分離ローラ6aとが対向する方向に対して異なる方向に所定角度をもってガイドするようにする。
【選択図】 図2
Description
本発明は、シート給送装置及び画像形成装置並びに画像読取装置に関し、特にシート給送手段より送り出されるシートを分離するシート分離手段の構成に関するものである。
従来、プリンタ、複写機、FAX等の画像形成装置や、画像読取装置には、複数枚の記録紙又は原稿(以下、シートという)が積載されるシート積載部から、シートを1枚ずつ分離して画像形成部、または画像読取部に送り出すシート給送装置が設けられている。
そして、このようなシート給送装置のシート分離手段として、分離パットを用いた分離方式のものが知られており、このような分離パット方式では、給送ローラと分離パットとの間に複数枚のシートが送り込まれた場合、給送ローラと分離パットとの摩擦分離作用により最上位のシート以外のシートをせき止める仕組みとなっている。なお、このような分離パットを用いたシート分離手段の特徴は、シート分離部が小スペースで構成できることである。
次に、このような分離パットを用いたシート分離手段の具体的な構成を図を用いて説明する。図19は、分離パットをシート分離手段として採用したプリンタの概略構成を示す図である。
図19において、101はプリンタ本体(以下、装置本体という)、101Aは画像形成部であり、この画像形成部101Aの下方には上段シート給送部102と、下段シート給送部106の2段のシート給送部102,106が重ねて配置されている。ここで、画像形成部101Aは、レーザスキャナ114、像担持体としての画像形成ドラム113aを有する画像形成プロセスユニット113、感光体ドラム113aに形成されたトナー像をシートSに転写する転写部を構成する転写ローラ113b等が設けられている。
なお、115は、転写部により転写されたトナー画像をシート上に定着させる定着器であり、この定着器115によりトナー像が定着された後、シートSは、順次、装置本体最上部に設けられた排紙トレイ119に排紙積載される。また、131は給紙カセット131Aを備えたオプションシート給送装置であり、このオプションシート給送装置131は装置本体101の下面に選択的に装着されるようになっている。
また、図20に示すように、上段シート給送部102は、上段給紙カセット105Aと、上段給紙カセット105Aに収納されたシートSを送り出す上段フィードローラ103、上段フィードローラ103により送り出されたシートSを1枚ずつに分離する上段分離パット104aを備えた上段シート分離部104を備えている。
なお、104bは上段シート分離部104に回動自在に設けられ、上段分離パット104aを支持する上段分離パット支持部であり、この上段分離パット支持部104bは、上段分離パットバネ104cにより上段フィードローラ側に付勢され、これにより上段分離パット104aは上段フィードローラ103に圧接するようになっている。
また、105aは上段給紙カセット105Aに回動自在に設けられ、シートSを積載する上段シート積載板であり、この上段シート積載板105aは、その裏面側(図中下側)から上段シート積載板加圧バネ105bにより上方に押圧され、上段シート積載板105aに積載された最上位のシートS1の先端側を上段フィードローラ104に押圧するようになっている。
そして、このような構成の上段シート給送部102において、上段フィードローラ103は不図示の駆動モータより駆動を受けて反時計回りに回転し、上段シート積載板105aに積載された最上位のシートS1を上段フィードローラ103と上段分離パット104aとの間に搬送する。このとき、上段フィードローラ103と上段分離パット104aとの間に複数枚のシートSが搬送された場合、上段分離パット104aの摩擦分離作用により最上位のシートS1以外のシートをせき止め、最上位のシートS1のみ下流側に搬送するようになっている。なお、下段シート給送部106及びオプションシート給送装置131のシート給送部132も、このような上段シート給送部102と同様に構成される。
なお、図20において、120はオプションシート給送装置131から給送されたシートSを上方(下流側)に搬送するためのオプションシート給送装置用搬送路であり、このオプションシート給送装置用搬送路120は、下段シート給送部106から給送されたシートSを上方(下流側)に搬送するための下段シート給送部用搬送路121と合流する。
さらに、上段シート給送部102から給送されたシートSを上方(下流側)に搬送するための上段シート給送部用搬送路122は下流シート給送部用搬送路121と合流する。これにより、オプションシート給送装置131、下段シート給送部106及び上段シート給送部102から送り出されたシートは、シート給送部合流搬送路123を通過して下流側へ搬送される。
そして、このようにシート給送部合流搬送路123を通過して下流側へ搬送されたシートS1は、この後、図19に示すレジストローラ112によって感光体ドラム113aに形成された画像と同期をとって感光体ドラム113aと転写ローラ113bとにより構成される転写部に搬送され、この転写部においてトナー画像がシートSへ転写されるようになっている。
なお、このようにトナー画像が転写されたシートSは、この後、定着器115へ搬送され、この定着器115において加圧・加熱されることによりトナー画像が定着され、さらにこの後、搬送ローラ対116,117、排紙ローラ対118を経て順次排紙トレイ119に排出積載される。
ところで、このような分離パット方式を用いたシート分離手段では、既述したシート分離部を小スペースで構成できる利点を活かし、以下の構成が可能となっている。
即ち、従来のシート給送装置においては、図20に示すように、上段シート給送部102の上段給紙カセット105Aの底面と下段シート給送部106をオーバラップさせて配置し、そのオーバラップ分、装置本体101の高さを抑える構成となっているが、シート分離部が小スペースで構成できるため、上段シート分離部104の側方に、下段シート給送部106の下段フィードローラ107を近接させて配置することができ、この結果、装置幅を抑えながら装置高さを低くしたコンパクトな製品が実現可能となる。
また、オプションシート給送装置131を増設するプリンタにおいて、下段シート分離部108に隣接するようにオプションシート給送装置用搬送路120を配置する場合、下段シート分離部108が小スペースで構成できることから、装置幅を抑えたコンパクトな製品が実現可能となる。したがって、このような構成によれば、例えばA3用紙対応のプリンタをデスクトップに配置できるコンパクトな製品を実現することができることが知られている。
一方、シート給送装置に搭載されるシート分離手段の他の例として、トルクリミッタ機能を有した分離ローラを採用したものが知られている(特許文献1参照)。なお、このようなシート分離手段では、トルクリミッタを同軸上、もしくは内蔵した分離ローラを給送ローラに圧接させ、このトルクリミッタの制動トルクによってシートを分離するようにしている。
例えば、給送ローラと分離ローラの間にシートが一枚のみある場合には、トルクリミッタには大きな回転トルクが作用し、これによりトルクリミッタは分離ローラの給送ローラによる連れ回りを許容する。一方、給送ローラと分離ローラの間に複数枚のシートがある場合には、トルクリミッタには比較的小さな回転トルクが作用し、これによりトルクリミッタは給送ローラの分離ローラとの連れ回りを阻止し、この結果、給送ローラは一枚のシートを搬送し、分離ローラは給送ローラと逆方向に回転し、他のシートが搬送されるのを阻止する仕組みとなっている。
従って、トルクリミッタの制動トルクは、給送ローラと分離ローラとの間に複数枚のシートがある場合に連れ回りを阻止する回転トルクを下限とし、給送ローラと分離ローラの間にシートが一枚のみある場合に連れ回りを許容する回転トルクを上限とし、その範囲内で制動トルクを管理することにより、シート分離機能、給紙性能を発揮するものである。そして、このように構成することにより、分離パッドを用いたシート分離手段に比べて、耐久性に優れ、パットとシートのびびりによる変音もなく、安定した給紙を行なうことができることが知られている。
次に、このような分離ローラを備えたシート分離手段の具体的な構成を説明する。
図21は、トルクリミッタを用いた分離ローラによるシート分離手段を搭載したプリンタの概略構成を説明する図である。なお、図21において、図19と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
図21において、153はシート給送部であり、このシート給送部153は、給紙カセット152と、給紙カセット152に収納されたシートSを送り出すピックアップローラ154と、フィードローラ155及びフィードローラ155に圧接する分離ローラ156aとにより構成され、ピックアップローラ154により送り出されたシートSを1枚ずつに分離する分離部156とを備えている。
なお、分離ローラ156aは、図22に示すように回動軸156dに回動可能に支持された支持部材156cの回動端側に回転可能に保持されると共に、バネ156eによりフィードローラ155に押圧される。さらに、この分離ローラ156aは不図示のトルクリミッタを介して回転軸156b上に連結されている。
また、152aは給紙カセット152に回動自在に設けられたシート積載板であり、このシート積載板152aは、その裏面側(図中下側)からシート積載板加圧バネ152bにより上方に押圧され、シート積載板152aに積載された最上位のシートS1の先端側をピックアップローラ154に押圧するようになっている。
そして、このような構成のシート給送部153において、ピックアップローラ154とフィードローラ155は不図示の駆動モータより駆動を受けて反時計回りに回転し、シート積載板152aに積載された最上位のシートS1をフィードローラ155と分離ローラ156aとのニップ部に搬送する。そして、このフィードローラ155と分離ローラ156aとのニップ部において、トルクリミッタの制動トルクによりシートを分離する。
ところで、このような構成のシート分離手段においては、ピックアップローラとフィードローラを共用し、1本の大径ローラにより給紙、分離を行い、画像形成部又は画像読取部へシートを搬送するようにしたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。そして、このように構成することにより、部品点数の削減ができるのでコストダウンが図れ、またシート分離部のスペースを縮小することができ、装置の小型化を図ることができる。
図23は、このようなピックアップローラとフィードローラを共用したシート分離手段の一例を説明する図であり、図23において、175はピックアップローラを兼用する大径のフィードローラである。また、176aは分離ローラであり、この分離ローラ176aは回動軸176dに回動可能に支持された支持部材176cの回動端部に回転可能に保持されると共に、バネ176eによりフィードローラ175に圧接するようになっている。なお、この分離ローラ176aは、上述の従来例と同様、図示しないトルクリミッタを介して分離ローラ回転軸176b上に連結されている。
そして、このフィードローラ175には、シート積載板152aに積載された最上位のシートS1の先端側が押し付けられると共に、その円周方向下流側に分離ローラ176aが押し付けられ、このフィードローラ175と分離ローラ176aとのニップ部において、トルクリミッタの制動トルクによりシートを分離する。
ところで、このような分離ローラを採用したシート分離手段においてシートを分離する性能は分離ローラ軸上に接続されてトルクリミッタの制動トルクの作用に基づいている。次に、このようなトルクリミッタの作用について、図23に示すピックアップローラとフィードローラを兼用した従来例を用いて説明する。
まず、トルクリミッタの設定トルクをT、分離ローラ176aの半径をRrとすると、トルクリミッタを介して分離ローラ176aを回転させるのに必要な円周上の接線力(以下、回転許容接線力という)Taは、下記の式(1)で表される。
そして、分離ローラ176aとフィードローラ175との間にシートSがなく、回転しているフィードローラ175に直接分離ローラ176aが接している場合、分離ローラ176aには回転許容接線力Taよりも大きな力が作用する。即ち、分離ローラ176aのトルクリミッタには大きな回転トルクが作用し、トルクリミッタが分離ローラ176aの、フィードローラ175との連れ回りを許容する。
ここで、分離ローラ176aのフィードローラ175に対する付勢力をNとすると、分離ローラ176aにはフィードローラ175との摩擦係数μgにより、図23における時計回り方向に回転しようとするμg×Nが加わる。このとき、下記の式(2)が成立し、これにより分離ローラ176aはフィードローラ175に従動して時計回りに回転する。
また、フィードローラ175と分離ローラ176aとの間にシートSが一枚のみ搬送された場合、分離ローラ176aには回転許容接線力Taよりも大きな力が作用する。即ち、分離ローラ176aのトルクリミッタには大きな回転トルクが作用し、トルクリミッタが分離ローラ176aとフィードローラ175との連れ回りを許容する。
ここで、シートSと分離ローラ176aとの摩擦係数をμrとすると、下記の式(3)が成立し、これにより分離ローラ176aは図23における時計回り方向に回転し、シートSが送られる。
また、ピックアップローラ174がシートSを2枚、或はそれ以上フィードローラ175と分離ローラ176aとの間に送った時、分離ローラ176aには回転許容接線力Taよりも小さな力が作用する。即ち、分離ローラ176aのトルクリミッタにはその設定値よりも小さな回転トルクが作用し、これによりトルクリミッタが分離ローラ176aの、フィードローラ175との連れ回りを阻止する。
ここで、シート同士Sの摩擦係数をμSとすると、下記の式(4)が成立するため、分離ローラ176aは回転を停止する。この場合、フィードローラ175に接触している上側のシートSは搬送され、分離ローラ176aに接触している下側のシートSは停止している分離ローラ176aにより搬送が阻止される。
これは、フィードローラ175と分離ローラ176aの表面は、比較的摩擦係数の大きいゴム材等で構成されており、通常は、μr>μSとなるように構成されるため、フィードローラ175に接しているシートSと分離ローラ176aに接しているシートSとの間で滑りが生じ、これにより2枚のシートSが分離されるようになる。
以上のトルクリミッタの動作により、シートSは分離され、下流に向けて搬送される。
図24は、横軸に分離ローラ176aの回転許容接線力Taをとり、縦軸に分離ローラ176aのフィードローラに対する付勢力Nをプロットしたものである。以下、この図を回転許容接線力−付勢力関係図という。以下、この回転許容接線力−付勢力関係図上の座標を(Ta,N)で表現する。
前述の式(3)、(4)をNについて解くと、以下の不等式(5)、(6)が得られる。
ここで、上記不等式(5)により得られる[直線L1:N=Ta/μr]を回転許容接線力−付勢力関係図にプロットすると、座標(Ta,N)が直線L1よりも右側にある場合には、フィードローラ175と分離ローラ176a間に一枚のシートSしかない場合でも、フィードローラ175とシートSとの間でスリップが生じて正常な給紙動作が行なえなくなる。
また、上記不等式(6)により得られる[直線L2:N=Ta/μs]を回転許容接線力−付勢力関係図にプロットすると、座標(Ta,N)が直線L2よりも左側にある場合には、分離ローラ176aが連れ回りしてしまうために、2枚のシートSは分離されることなく連れ搬送され、やはり正常な分離、給送動作が行なえなくなる。
このことから、図24において、斜線で示す直線L1よりも左側で、且つ直線L2よりも右側の範囲において、フィードローラ175と分離ローラ176aとの協働により正常にシートSを分離、搬送する機能を発揮することができる。なお、この斜線部を給送領域という。
従って、分離ローラ176aの回転許容接線力Taが、例えば既述した式(1)において分離ローラの半径Rrが固定された場合にはトルクリミッタの設定トルクTを変動させることにより、図24で示すTa1〜Ta2の範囲で変動するようなトルクリミッタを使用した場合には、分離ローラ176aの付勢力Nを、N1からN2の範囲で設定するようにすると、フィードローラ175と分離ローラ176aにより正常な分離、搬送動作を行なうことができる。
次に、分離ローラ176aの付勢力の作用について説明する。
既述したように、回動軸176dに回動可能に支持された支持部材176cの回動端部に回転可能に分離ローラ176aを支持する構成では、分離ローラ176aの付勢力がバネ176eのバネ力に加えて、トルクリミッタのトルクに応じて増加する力が発生する。
次に、そのメカニズムについて、図25を用いて説明する。図25において、Fは搬送されるシートSより分離ローラ176aが受ける接線力、Lは支持部材176cの回動軸176dと分離ローラ176aの中心間の長さ(以後、支持部材長さという)、Spはバネ176eより受けるバネ力、αをフィードローラ175と分離ローラ176aとの接線方向に対する支持部材176cの角度とする(以後、支持部材角度という)。
このとき、分離ローラ176aの回転軸176dを中心とするモーメントのつり合いを考え、付勢力Nについて解くと下記の式(7)が得られる。
ここで、F<Taの場合、分離ローラ176aは回転しない。F=Taとなった時点で、分離ローラ176aは回転し始めて、以降はFは一定となる。よって、F=Taとすると、分離ローラ176aが回転しているときの、付勢力Nと分離ローラ176aの回転許容接線力Taの関係は下記の式(8)のように表現できる。
このとき、Rr、L、SP、θを一定とすると、式(8)は、下記の式(9)のように表すことができる。
そして、この式(9)から、分離ローラ176aが回転しているとき、分離ローラ176aの回転許容接線力Taに応じて、即ち分離ローラ176aのトルクリミッタの設定トルク値に応じて付勢力Nが直線的に増加する構成であることがわかる。
図26は、図24で示した回転許容接線力−付勢力関係図に、式(9)をプロットしたものであり、分離ローラ176aの回転許容接線力Taに応じて、即ち分離ローラ176aのトルクリミッタの設定トルク値に応じて付勢力Nが直線的に増加していることがわかる。
なお、図26に示した直線L4は、例えば図27に示すように、分離ローラ186aをフィードローラ185に向かう方向にスライド可能に構成すると共にバネ186eにより付勢するように構成し、付勢力Nが分離ローラバネ圧のみで決定される構成における付勢力Nをプロットしたものである。この構成に比べて、回動可能に支持された支持部材により分離ローラを支持する構成は、斜線部で示される給送領域に対して広い範囲の回転許容接線力Ta、即ち、広い範囲のトルクリミッタのトルク値を設定することができることが知られている(特許文献3)。
以上説明したトルクリミッタの作用および付勢力の作用は、ピックアップローラとフィードローラを別々に設けたシート給送部においても同様に作用する。
しかし、このような従来のシート給送装置及び画像形成装置並びに画像読取装置において、回動軸をもち、回動可能に支持された支持部材により分離ローラを支持する構成では、シート分離部の小型化を図ることに限界がある。
次に、この理由について説明する。図28は、図23で説明した構成において、フィードローラ175によりシートSが搬送され、このシートSが分離ローラ176aに衝突する状態を示した図であり、分離ローラ176aに衝突するシートSの搬送力がかかる方向は、支持部材176cの回動軸176dとの関係により、分離ローラ176aがフィードローラ175に対して離れる方向に作用する。
このとき、シートSの搬送力に負けて分離ローラ176aが離れてしまうと、フィードローラ175に従動して回転していた分離ローラ176aは停止してしまい、このように分離ローラ176aが停止すると、衝突したシートSの先端は傷つき、折れてしまう可能性がある。従って、回動可能に支持された支持部材176cにより分離ローラ176aを支持する構成では、シートSの搬送力に耐えうる十分なバネ力を与える必要がある。
ここで、図28において、βはフィードローラ175と分離ローラ176aの法線方向に対するフィードローラ175のシートSとの接点とのなす角(以後、給紙角度という)、γはフィードローラ175と分離ローラ176aの接線方向に対するシートSの分離ローラ176aへの突入点のなす角(以後、突入点角度という)、Pはフィードローラ175により印加されるシートSの搬送力である。
ここで、シートSの搬送力Pに耐えるバネ力は、分離ローラ176aがフィードローラ175の回転から受ける接線力を除いても満足しなければならない。次に、その条件式を支持部材176cの回動軸176dにおける回転モーメントのつり合いから求めると、以下のようになる。
この式において、シートSの搬送力に耐えうる十分な分離ローラバネ圧は、N>0となる分離ローラバネ圧が必要条件となる。そこで、上記式にN>0の条件を加えると、シートの搬送力に耐えうるバネ力の条件は下記の式(10)で与えられる。
例えば、図29は支持部材176cの回動軸176dまでの長さと角度を変更したものを4通り(A〜D)配置したものである。この4通り(A〜D)についてシートに耐えうる分離ローラバネ圧を算出し、図24で示したような回転許容接線力−付勢力関係図にプロットする。
ここでは、分離ローラ半径Rrを20mm、給紙角度βを38°、突入点の角度γを57°とする。また、突入するシートの搬送力Pはシート積載板加圧バネ152bの圧を0.4N、フィードローラ175とシートSとの摩擦係数を2(この場合のシート積載板加圧バネ152b、摩擦係数は最大値を見込む必要がある)とすると、シートの搬送力Pは0.8Nとなり、この値を用いて計算する。
また、A〜Dは分離ローラ保持角度αと、分離ローラ支持部材長さLを変更したものである。αとLの関係と、上記の式(10)から算出されるシート搬送力Pに耐えうる分離ローラバネ圧SP、既述した式(8)から算出される回転許容接線力Taにかかる比例乗数kをまとめると表1のようになる。
そして、この表1におけるAとBの関係から分離ローラ保持角度αを増やすと、シートSの搬送力Pに耐えうる分離ローラバネ圧Spは下がり、比例乗数kが上がることがわかる。また、BとCの関係から支持部材長さLを増やすとシートSの搬送力Pに耐えうる分離ローラバネ圧Spは上がり、比例乗数kが下がることがわかる。Dの位置ではシートSの搬送力Pの方向よりも、支持部材176cの回転軸176dが図中下側に位置するために、シートSの搬送力Pが分離ローラ176aをフィードローラ175から離す方向に作用せず、分離ローラ176aがフィードローラ175に食い込む方向に作用する。従って、Dの位置では、シート搬送力Pの影響を気にせずに、任意に分離ローラバネ圧Spを設定することが可能になる。
図30は表1の結果を既述した式(8)に代入し、回転許容接線力−付勢力関係図にプロットした結果である。このとき、シート同士Sの摩擦係数μS、シートSと分離ローラ176aとの摩擦係数μrは特許文献3に記載されている値に近いものとし、シート同士Sの摩擦係数μSを0.8とし、シートSと分離ローラ176aとの摩擦係数μrを1.0とする。また、回転許容接線力Taは0.2〜0.4Nの範囲を利用する。
そして、図30に示すように、Aの場合は、分離ローラバネ圧Spの値が高すぎ、給送領域には交わらない。Bの場合は分離ローラバネ圧Spの値は低いものの、比例乗数kが高く、給送領域に対して十分なオーバラップ領域をとれない。Cの場合はA、Bと比較するとよいものの、給送領域に対して十分なオーバラップ領域をとれない。
一方、Dの場合はシート搬送力Pの影響を受けないことから、分離ローラバネ圧Spを自由に設定できる利点があり、使用したい回転許容接線力Taに合わせて、図30に示すように、分離ローラバネ圧Spを設定できる。
しかしながら、このようなDの場合でも、給送領域に対して十分なオーバラップ領域を確保するためには、分離ローラ保持角度αを増やし、支持部材長さLを増やしていかなければならない。即ち、支持部材176cをシート幅方向に増やす方向に傾斜させると共に、長さをシート幅方向に増やすようにしなければならない。
このように、従来の回動軸をもち、回動可能に支持された支持部材により分離ローラを支持する回動式支持方法では、少なくとも分離ローラ幅よりも約2倍以上の幅を必要とし、シート分離部の小型化には限界がある。さらに、分離ローラ幅と既述した分離パットで構成したシート分離部の幅が略同等であるため、回動可能に支持された支持部材により分離ローラを支持する回動式支持方法では、図19、図20を用いて説明したプリンタに搭載されているシート給送部のように、コンパクトに配置することは困難である。
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、給紙性能を確保することができると共に、省スペース化が可能なシート給送部(シート給送装置)及び画像形成装置並びに画像読取装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、シートを積載するシート積載手段と、前記シート積載手段からシートを送り出すシート給送手段とを備え、前記シート給送手段より送り出されるシートを1枚ずつ分離して給送するシート給送装置において、前記シート給送手段と当接可能に設けられた分離ローラと、前記分離ローラに所定以上の回転トルクが作用すると前記分離ローラとシート給送手段との連れ回りを許容し、所定以下の回転トルクが作用すると前記シート給送手段との連れまわりを阻止するトルクリミッタと、を備えたシート分離手段と、前記シート分離手段をスライド可能に支持し、かつ該シート分離手段を前記シート給送手段と前記分離ローラとが対向する方向に対して異なる方向に所定角度をもってガイドするガイド手段と、を設け、前記分離ローラが前記シート給送手段に圧接するように前記シート分離手段を付勢する付勢手段を設けたことを特徴とするものである。
本発明によれば、シート給送手段よって送り出されるシートを1枚ずつ分離するシート給送手段側に付勢されたシート分離手段をガイド手段によりスライド可能に支持し、かつシート給送手段と分離ローラとが対向する方向に対して異なる方向に所定角度をもってガイドするようにすることにより、給紙性能を確保することができると共に、省スペース化が可能となる。
以下、本発明を実施するための最良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として電子写真方式のプリンタの概略構成を示す図である。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
図1において、1はプリンタ本体(以下、装置本体という)、1Aは画像形成部であり、この画像形成部1Aの下方にはシート給送装置3が配置されている。なお、画像形成部1Aは、レーザスキャナ10、像担持体としての画像形成ドラム9aを有する画像形成プロセスユニット9、感光体ドラム9aに形成されたトナー像をシートSに転写する転写ローラ9b等が設けられている。
なお、11は、画像形成部1Aにより形成されたトナー画像がシート上に転写された後、シート上のトナー像を定着させる定着器であり、このように定着器11によりトナー像が定着された後、シートSは、順次、装置本体最上部に設けられた排紙トレイ14に排紙積載される。
また、図2に示すように、シート給送装置3は、シート積載手段である給紙カセット2と、給紙カセット2に収納されたシートSを送り出すシート給送手段であるフィードローラ5と、フィードローラ5に圧接する分離ローラ6a等を備え、フィードローラ5により送り出されたシートSを1枚ずつに分離するシート分離部6とを備えている。
ここで、このフィードローラ5は、ピックアップローラを兼用するものであり、給紙カセット2に回動自在に設けられ、シートSを積載するシート積載板2a上に積載された最上位のシートS1に接すると同時、そのシート搬送方向下流側では分離ローラ6aと接している。なお、シート積載板2aは、その裏面側(図中下側)からシート積載板加圧バネ2bにより上方に押圧され、積載された最上位のシートS1の先端側をフィードローラ5に押し付けるようになっている。
そして、このような構成のシート給送装置3を備えたプリンタにおいて、フィードローラ5が不図示の駆動モータより駆動を受け、図1及び図2における反時計回りに回転すると、シート積載板2a上に積載された最上位のシートS1が送り出され、この後、シートS1はシート分離部6により他のシートから分離されて下流方向へ搬送される。
なお、このように1枚に分離されたシートS1は、この後、搬送ローラ対7、レジストローラ対8を経て電子写真感光体ドラム9aと転写ローラ9bとにより構成される転写部に搬送される。このとき、電子写真感光体ドラム表面には、その上部に配置されているレーザスキャナ10から出力されるレーザ光に基づくトナー画像が形成されており、このトナー画像は転写部にて搬送されてきたシートS1に転写される。
そして、このようにトナー画像が転写されたシートS1は下流方向に搬送され、定着器11により加熱、加圧処理されトナー画像が溶融定着される。この後、シート排紙手段である搬送ローラ対12、排紙ローラ対13を経て、排紙トレイ14上に順次積載される。
ところで、シート給送装置3のシート分離部6は、図2に示すように、分離ローラ6a、支持部材6c、付勢手段である分離ローラバネ6dと、ガイド部材6eにより構成されている。なお、分離ローラ6aは、フィードローラ5の最上位のシートS1との接触点から下流側に配置される。また、ガイド部材6eは装置本体1に固定され、シート分離手段を構成する分離ローラ6a、支持部材6c、分離ローラバネ6dをスライド可能に支持するガイド手段であり、分離ローラ6a(シート分離手段)は、このガイド部材6eの平坦なガイド面にガイドされながら上下方向にスライドするようになっている。
ここで、分離ローラ6aは支持部材6cの上端部に回転可能に支持され、支持部材6cを介して分離ローラバネ6dにより上側に付勢されていることから、フィードローラ5に上下方向にスライド可能に圧接している。
即ち、本実施の形態において、分離ローラ6aは、フィードローラ5と分離ローラ6aとが対向する方向、言い換えればフィードローラ5の中心に向かう方向に圧接するようにスライド可能に構成されているのではなく、ガイド部材6eにより上下方向にスライド可能に構成されているので、フィードローラ5の中心に向かう方向に対して所定角度をもってフィードローラ5に圧接している。そして、このように分離ローラ6aを上下方向にスライド可能に構成することにより、シート分離部6を、概ね分離ローラ6aの幅(径)分のスペースで構成することができる。
一方、分離ローラ6aはモータなどからの駆動が伝達されていないものであり、分離ローラ6aにはその回転軸上にトルクリミッタ6bが接続されている。図3は、このようなトルクリミッタ6bの接続方法を説明する概略図であり、シート分離部6のシート搬送方向からの図である。
ここで、分離ローラ6aはトルクリミッタ6bを介して回転軸6fに回転可能に接続されており、トルクリミッタ6bの設定トルク以上の回転トルクが働いた場合には回転可能となる。なお、トルクリミッタ6bの接続方法は、この方法に限定するものではなく、図4の(A)のように分離ローラ6bに略内蔵するように接続しても構わない。
また、分離ローラバネ6dの加圧方法も図3に示す方法に限定するものではなく、ガイド部材6eに沿ってフィードローラ5に加圧する方向に作用する弾性力を発揮するものであれば、例えば図4の(B)に示すように2本の分離ローラバネ6dで加圧する方法でもよい。
ところで、シート分離部6のシート分離性能は分離ローラ軸上に接続されているトルクリミッタ6bの制動トルクの作用に基づいている。
ここで、トルクリミッタ6bの作用及びそのシート分離性能については、既述した式(1)〜(6)の関係が成立し、既述した図24で示した回転許容接線力−付勢力関係図において給送領域が成立する。従って、フィードローラ5と分離ローラ6aの間にシートが1枚の場合にはスリップすることなく連れ回りを許容し、フィードローラ5と分離ローラ6aの間にシートが2枚の場合には連れ回りを阻止してシートを分離するためには、図24における給送領域内となるよう回転許容接線力Taと付勢力Nを制御する必要がある。
次に、本実施の形態における分離ローラ6aのフィードローラ5に対する付勢力Nの作用について説明する。なお、本実施の形態においても、この付勢力Nは、既述したように分離ローラ6aが回転しているとき、分離ローラ6aの回転許容接線力Taに応じて、即ち分離ローラ6aのトルクリミッタ6bの設定トルク値に応じて増加するようになっている。
そのメカニズムについて図5を用いて説明する。図5はフィードローラ5と分離ローラ6aとの間にシートSを一枚挟んで搬送している状態を示す図である。なお、図5において、図25と同様に作用する力は同一符号で示し、その説明は省略する。また、fはガイド部材6eのガイド面から受ける反力、nはガイド部材6eのガイド面と支持部材6cとの摩擦力である。θはフィードローラ5と分離ローラ6aとが対向する方向に対する所定角度であるガイド部材6eのガイド面の角度(以下、ガイド面角度という)である。
図5において、横方向をX方向、縦方向をY方向とし、分離ローラ6aを中心に2方向に関するつり合いから、以下の式が得られる。
ここで、F<Taの場合、分離ローラ6aは回転しない。F=Taとなった時点で、分離ローラ6aは回転し始めて、以降、Fは一定となり、これに伴いNも一定となる。また、ガイド部材5eと支持部材6cとの摩擦係数をμnとすると、n=μn×fとなる。
以上の条件式を式(11)及び(12)式に代入し、Nについて解くと、分離ローラ6aが回転しているときの付勢力Nと分離ローラ6aの回転許容接線力Taの関係式は下記の式(13)のようになる。
そして、この式(13)からもわかるように、分離ローラ6aの位置を定める、即ちθの値を固定すると、
となり、分離ローラ6aが回転しているとき、分離ローラ6aの回転許容接線力に応じて、即ち分離ローラ6aのトルクリミッタの設定トルク値に応じて付勢力Nが直線的に増加する構成であることがわかる。
また、μnが十分に小さい値であると考えると、式(13)は、式(15)で表される。
次に、フィードローラ5により送り出されたシートSが分離ローラ6aに衝突する時の作用について図6を用いて説明する。なお、この図6は、本実施の形態における分離ローラ6aにシートSが衝突するときに作用する力の状態を説明した概略図である。
ここで、シートSが分離ローラ6aに衝突した時、分離ローラ6aはフィードローラ5から受ける接線力を除いても、シートSの搬送力に負けてフィードローラ5から離れることなく、フィードローラ5に接している必要がある。
そして、このように分離ローラ6aがフィードローラ5から離れることなく、フィードローラ5に接するための条件は、図6において、シートSの搬送方向とガイド部材6eとのなす角度をδ、横方向をX方向、縦方向をY方向とした場合の、分離ローラ6aを中心に2方向に関するつり合いから、以下の式が得られる。
この式(18)において、シートSの搬送力に耐えうる十分な分離ローラバネ圧は、N>0となる分離ローラバネ圧が必要条件となることから、上記式(18)にN>0の条件を加えると、シートの搬送力に耐えうるバネ力の条件は下記の式(19)で与えられる。
このとき、μnが十分に小さい値であると考えると、式(19)は、下記の式(20)のように表される。
そして、この式(20)からδ<90°の場合、P(−cosδ)<0となり、分離ローラバネ圧はシートSの搬送力に関わらず、任意に設定できることを表す。逆に、式(20)式からδ>90°の場合、P(−cosδ)>0となり、分離ローラバネ圧はシートSの搬送力の影響を受け、それに耐えうるバネ力を設定しなければならない。
これは、δ<90°の場合、シート搬送力Pの分力は、ガイド部材6eからの反力fとフィードローラ5の反力(付勢力N)とで受けることとなり、分離ローラ6aには図中上向きの方向に力が働き、下向きには作用しない。即ち、シートSの衝突により分離ローラ5aはフィードローラ4に対して離れることがないため、既述したように分離ローラ5aが回転を停止してシートSの先端を傷つけることがない。
しかしながら、δ>90°の場合、シート搬送力Pの分力は、ガイド部材6eからの反力fと分離ローラバネ6dの力Spとで受けることとなり、分離ローラ6aには下向きの力が作用するため、上述の式に基づきシートSの搬送力に負けないバネ力を設定しなければならない。
以上のことから、シートSの搬送方向とガイド部材6eとのなす角度δを90°以下に配置することにより、シート搬送力Pが分離ローラ6aをフィードローラ5から離間させる方向に作用するのを防ぐことができる。このため、分離ローラバネ6dの分離ローラバネ圧はシートSの衝突による制約を受けないため、後述する分離、搬送動作の安定を目的に自由に設定できる利点がある。
次に、本実施の形態の構成を、回転許容接線力−付勢力関係図にプロットし、給紙性能への影響を検証する。
図7は、本実施の形態に係るシート分離部6における回転許容接線力−付勢力関係図であり、これまで説明してきたように、シートSの搬送方向とガイド部材6eとのなす角度δを90°以下になるように、分離ローラ6aとガイド部材6eを配置することにより、Ta=0のときの付勢力N(図7におけるY切片)は、シートSが分離ローラ6aに衝突する時の制約を受けないため自由に設定できる利点がある。また、傾きはガイド部材6eの角度に応じて変化することができ、使用したい回転許容接線力Ta、すなわちトルクリミッタのトルク値に応じてガイド面角度θを選定できる。
例えば、図7中における(200,250)、(400,400)のポイントを通過するAの直線に分離ローラ6a、ガイド部材6e、分離ローラバネSpを設定する場合を想定する。既述した式(15)より、直線Aの傾きはtanθで表されるため、ガイド面角度θは次式で表される。
また、既述した式(15)より、図7におけるY切片になる値がSp/CoSθで表されることから、Sp=0.8Nと、シート搬送力Pの影響を考慮することなく設定することができる。
また、図7中におけるBの直線は、(200,250)を通過し,傾きが1の直線である。この直線Bに分離ローラ6a、ガイド部材6e、分離ローラバネSpを設定する場合には、以下のようにガイド面角度θ及び分離ローラバネSpを設定すればよい。
また、既述した式(15)より、図7におけるY切片になる値がSp/CoSθで表されることから、Sp=0.34Nとなる。
このようにガイド面角度θ及び分離ローラバネ圧Spは以上のように自由に設定できる。なお、図7における傾きの上限は、N=1/μS×Taの直線との交点をもつことが条件となるため、下記の式(21)のようになる。
従って、θの条件は、下記の式(22)で表される。
例えば、μS=0.8とすると、θの上限は51.3°となる。
以上、説明したように、シートSの搬送方向とガイド部材6eとのなす角度δが90°以下になるように、ガイド部材6eを配置することにより、シート搬送力Pが分離ローラ6aをフィードローラ5から離間させる方向に作用するのを防ぐことができる。この結果、分離ローラバネ圧SpはシートSの衝突による制約を受けないため、自由に設定できる。
また、ガイド面角度θは上記式(22)を上限とし、使用したい回転許容接線力Ta、つまりは使用したい分離ローラ6aのトルクリミッタ値に応じて設定することができる。
これにより、既述したように略分離ローラ幅の省スペースの中で構成されたシート分離部6において、重送防止・スリップ防止の給紙性能を確保でき、この結果、シート分離部6の省スペース化、シート給送装置3の省スペース化を図ることができる。
従って、分離パットを用いたシート分離手段よりも安定した給紙性能を発揮できるシート分離部6を、分離パットを用いたシート分離手段と同等の幅で構成できる。また、既述した図21等に示す従来の回動軸に支持された支持部材により分離ローラを支持する回動式支持方法に比べて約半分の幅でシート分離部6を構成することができる。
なお、ガイド面角度θを変化させる方法としては、図8の(A)に示す、フィードローラ5を中心に分離ローラ6a及びガイド部材6eを回転させてガイド面角度θを変化させる方法、及び図8の(B)に示す分離ローラ6aを中心にガイド部材6eを回転させてガイド面角度θを変化させる方法がある。いずれの方法にしても、δ<90°、かつ式(22)の条件を満足すれば、上述の効果が得られる。
このように、シート分離手段をガイド部材6eによりスライド可能に支持し、かつフィードローラ5と分離ローラ6aとが対向する方向に対して異なる方向に所定角度をもってガイドするようにすることにより、略分離ローラ幅でシート分離部6を構成することができる。これにより、給紙性能を確保しつつ、シート分離部6の省スペース化、シート給送装置3の省スペース化を図ることができる。
次に、このような本実施の形態の応用例として、複数段のシート給送装置及びオプションシート給送装置を備えたプリンタについて説明する。
図9は、このような本実施の形態の応用例に係るプリンタの概略構成を示す図であり、図9において、51はプリンタ本体(以下、装置本体という)、51Aは画像形成部であり、この画像形成部51Aの下方には上段シート給送装置52と下段シート給送装置56が重ねて配置されて配置されている。ここで、画像形成部51Aは、レーザスキャナ64、像担持体としての画像形成ドラム63aを有する画像形成プロセスユニット63、感光体ドラム63aに形成されたトナー像をシートSに転写する転写ローラ63b等が設けられている。
なお、65は、画像形成部51Aにより形成されたトナー画像がシート上に転写された後、シート上のトナー像を定着させる定着器であり、このように定着器65によりトナー像が定着された後、シートSは、順次、装置本体最上部に設けられた排紙トレイ69に排紙積載される。また、81はシート給送装置82を備えたオプションシート給送装置であり、このオプションシート給送装置81は装置本体51の下面に選択的に装着されるようになっている。
なお、図10において、70はオプションシート給送装置81から給送されたシートSを上方(下流側)に搬送するためのオプションシート給送装置用搬送路であり、このオプションシート給送装置用搬送路70は、下段シート給送装置56から給送されたシートSを上方(下流側)に搬送するための下段シート給送部用搬送路71と合流している。
さらに、上段シート給送装置52から給送されたシートSを上方(下流側)に搬送するための上段シート給送部用搬送路72は下流シート給送部用搬送路71と合流する。これにより、オプションシート給送装置81、下段シート給送装置56及び上段シート給送装置52から送り出されたシートは、シート給送部合流搬送路73を通過して下流側へ搬送される。
そして、このようにシート給送部合流搬送路73を通過して下流側へ搬送されたシートSは、この後、図9に示すレジストローラ62によって感光体ドラム63aに形成された画像と同期をとって感光体ドラム63aと転写ローラ63bとにより構成される転写部に搬送され、この転写部においてトナー画像がシートSへ転写されるようになっている。
なお、このようなトナー画像が転写されたシートSは、この後、定着器65へ搬送され、この定着器65において加圧・加熱されることによりトナー画像が定着され、さらにこの後、搬送ローラ対66,67、排紙ローラ対68を経て順次排紙トレイ69に排出積載される。
次に、上段シート給送装置52及びこの上段シート給送装置52に設けられた上段給紙カセット55を用いて説明する。なお、図10に示す、オプションシート給送装置81に設けられたフィードローラ83及びシート分離部84を備えたシート給送装置82、フィードローラ57及びシート分離部58を備えた下段シート給送装置56、並びにオプションシート給送装置81及び下段シート給送装置56にそれぞれ設けられた給紙カセット59,85の構成も同様である。
ここで、上段給紙カセット55は、図10に示すようにシートSを積載するシート積載板55aを回動自在に設けており、このシート積載板55aはその裏面側(図中下側)から付勢手段としてのシート積載板加圧バネ55bにより上方に押圧されて、シート積載板55aに積載された最上位のシートS1の先端側を上段フィードローラ53に押し付けるようにしている。
そして、この上段フィードローラ53は、そのシート搬送方向下流側で上段シート分離部54と接している。なお、この上段シート分離部54を構成している分離ローラ54a、トルクリミッタ54b、支持部材54c、分離ローラバネ54d、ガイド部材54eのそれぞれの機能、および上段フィードローラ53との位置関係、またシートSの分離ローラ54aに衝突する角度は上述の実施の形態と同様であるため、その効果と作用も同様であり、その説明は省略する。
また、この上段給紙カセット55は、図11に示すように、シート搬送方向に対して直交する幅方向に引き出し可能に構成されており、この上段給紙カセット55は、図9、図10及び図11に示すように、上段給紙カセット55の両側にあるレール75a,75bに沿って引き出されるようになっている。
なお、図11において、55aはシート積載板55a上に積載されたシート束の幅方向の位置を規制する上段シートサイド規制板、55bはシート積載板55a上に積載されたシート束の後端位置を規制する上段シート後端規制板である。そして、上段給紙カセット55のシート搬送方向側には上段シート分離部54が装着されている。即ち、本応用例では、上段フィードローラ53は装置本体1に残し、上段シート分離部54は、図12に示すように上段給紙カセット55と共に装置本体1に対して着脱可能に構成されている。
ここで、本応用例では、図10に示したように、上段給紙カセット55の底面と下段シート給送装置56の下段フィードローラ57をオーバラップさせて配置し、そのオーバラップ分装置高さを抑える構成となっているが、上段シート分離部54が小スペースで構成できるため、上段シート分離部54と下段フィードローラ57の横方向の位置を近づけることができ、結果、装置幅を抑えながら装置高さを低くしたコンパクトな製品が実現可能となる。
また、オプションシート給送装置81を増設し、下段シート分離部58に隣接するようにオプションシート給送装置用搬送路70を配置する場合、下段シート分離部58が小スペースで構成できることから、装置幅を抑えたコンパクトな製品が実現可能となる。
ところで、これまでの説明においては、フィードローラとしてピックアップローラを兼用するものを用いたが、本発明はこれに限らず、フィードローラとピックアップローラを別々に用いたシート給送装置にも適用することができる。
次に、このようにフィードローラとピックアップローラを別々に用いるようにした本発明の第2の実施の形態について説明する。
図13は、本実施の形態に係るシート給送装置を説明する図である。なお、図13において、図2と同一符号は、同一または相当部分を示しており、その説明は省略する。
図13において、4はピックアップローラ、5Aはフィードローラであり、ピックアップローラ4の下流側にフィードローラ5Aが配置され、対向側にシート分離部6に設けられた分離ローラ6aが接している。なお、分離ローラ6a等により構成されるシート分離手段は、ガイド部材6eによりフィードローラ5と対向する方向に対して、所定角度でスライド可能に支持されている。また、シート積載板2aはシート積載板加圧バネ2bにより付勢されて、シート積載板2aに積載された最上位のシートS1の先端側をピックアップローラ4に押し付けるようになっている。
そして、図示しない駆動モータにより駆動が伝達され、ピックアップローラ4が図13における反時計回りに回転すると、シート積載板2a上の最上位のシートS1が搬送力を受け、フィードローラ5と分離ローラ6aの間に搬送され、この後、1枚ずつに分離されて不図示の画像形成部または画像読取部に搬送される。なお、このときのフィードローラ5Aと分離ローラ6a間のトルクリミッタの作用、付勢力Nの変化、及び給紙性能の確保については第1の実施の形態と同様であり、その説明は省略する。
ここで、本実施の形態においても、
1.シートSの搬送方向とガイド部材6eとのなす角度δが90°以下になるようにガイド部材6eを配置すること。
1.シートSの搬送方向とガイド部材6eとのなす角度δが90°以下になるようにガイド部材6eを配置すること。
2.ガイド面角度θは、
であること。
の2つの条件を満足するよう、例えば既述した図7に示す回転許容接線力−付勢力関係図の給送領域を目標に、ガイド面角度θと分離ローラバネ圧Spを設定していくことにより給紙性能が確保できる。
の2つの条件を満足するよう、例えば既述した図7に示す回転許容接線力−付勢力関係図の給送領域を目標に、ガイド面角度θと分離ローラバネ圧Spを設定していくことにより給紙性能が確保できる。
このように、ピックアップローラ4とフィードローラ5Aを別々に構成したシート給送装置3においても第1の実施の形態同様、給紙性能を確保しつつシート分離部6の幅を略分離ローラの幅で構成することができ、シート分離部6の省スペース化、ならびにシート給送装置3の省スペース化を図ることができる。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
図14は、本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として電子写真方式のプリンタの構成を説明する断面図である。なお、図14において、図1と同一符号は、同一または相当部分を示している。
図14において、23は装置本体1の右側面側に設けられたシート給送装置であるマルチ給紙部であり、このマルチ給紙部23は、図15に示すように、装置本体1に対して開閉可能に、かつ角度を持って配置されるシート積載手段であるマルチカバー22cと、このマルチカバー22cに揺動可能に支持され、シートSを積載するマルチシート積載板22aと、シート給送手段であるマルチフィードローラ25とを備えている。
なお、マルチシート積載板22aはその裏面(図中下側)から付勢手段としてのマルチシート積載板加圧バネ22bにより上方に付勢され、マルチシート積載板22aに積載された最上位のシートS1の先端側をマルチフィードローラ25に押し付けるようになっている。また、マルチカバー22cは、装置本体1に対するマルチ積載板22aの角度を決定するとともに、マルチシート積載板加圧バネ22bの台座となっている。
また、マルチフィードローラ25はマルチシート積載板22a上に積載された最上位のシートS1に接すると同時に、そのシート搬送方向下流側ではマルチシート分離部26に設けられたマルチ分離ローラ26aと接している。
ここで、このマルチシート分離部26は、マルチ分離ローラ26aの他、その同軸上に接続されたトルクリミッタ26b、マルチ分離ローラ26aをトルクリミッタ26bを介して回転可能に支持した支持部材26c、支持部材26cをその裏側(図中下側)から押し上げるマルチ分離ローラバネ26d、マルチフィードローラ25とマルチ分離ローラ26aと対向する方向に対して所定角度をもったガイド面を有するガイド部材26eで構成されている。
そして、マルチ分離ローラ26aはトルクリミッタ26bを介して支持部材26cに回転可能に支持され、かつマルチ分離ローラ26a等を含むシート分離手段は、ガイド部材26eにスライド可能に保持されている。なお、このトルクリミッタ26bの接続方法は、例えば既述した図3と同様の方法としている。
また、本実施の形態におけるマルチフィードローラ25とマルチ分離ローラ26aの対向する方向に対するガイド部材26eの成す角度、及びマルチシート積載板22a上のシートSが分離ローラ26aに衝突する方向とガイド部材26eとのなす角度は、第1の実施の形態で説明したフィードローラ5、分離ローラ6a、搬送されるシートSとの関係と同様とする。従って、マルチフィードローラ25と分離ローラ26a間のトルクリミッタの作用、付勢力Nの変化、および給紙性能の確保については第1の実施の形態と同様である。
したがって、本実施の形態においても、
1.シートSの搬送方向と分離ローラガイド部材ガイド面6eとのなす角度δが90°以下になるようにガイド部材6eを配置すること。
1.シートSの搬送方向と分離ローラガイド部材ガイド面6eとのなす角度δが90°以下になるようにガイド部材6eを配置すること。
の2つの条件を満足するよう、例えば既述した図7に示す回転許容接線力−付勢力関係図の給送領域を目標に、ガイド面角度θと分離ローラバネ圧Spを設定していくことにより給紙性能が確保できる。
従って、シートSを積載する角度が装置本体1に対して略水平でないマルチカバー22c(シート積載手段)を有するマルチ給紙部23(シート給送装置)並びにそのシート給送部23を備えたプリンタ(画像形成装置)においても、マルチフィードローラ25とマルチ分離ローラ26aとの向かい合う方向に対して、所定角度をもったガイド部材26eを配置し、マルチ分離ローラ26aをガイド部材26eにスライド可能に支持することにより、第1、第2の実施の形態で説明したようにマルチシート分離部26を略分離ローラ幅で構成し、かつ給紙性能を確保することができる。
以上のように、ガイド面角度θとシート搬送方向とガイド部材26eとのなす角δとの条件を満足するマルチ給紙部23(シート給送装置)であれば、装置本体1に対する角度は問わない。即ち、マルチカバー22cが装置本体1に対して略垂直方向に配置されたものでも、フィードローラがシート積載部の下方に配置されるもの(下分離方式)でも、ガイド面角度θとシート搬送方向とガイド部材とのなす角δとの条件を満足していれば、給紙性能を確保されたシート分離部を略分離ローラ幅で構成することができる。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。
図16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16において、図2と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
図16において、86は分離ローラ6aをトルクリミッタ6bを介して回転自在に支持する支持部材であり、87はガイド部材である。そして、図16の(A)に示すように、支持部材86にはリブ86aが設けられており、支持部材86は、このリブ86aをガイド部材87に沿って摺動させながら上下方向に移動するようになっている。
ここで、このようにリブ86aをガイド部材87に沿って摺動させながら支持部材86が上下方向に移動するようにすることにより、支持部材86が移動する際のガイド部材87との接触面積を少なくすることができ、これにより支持部材86が移動する際の摩擦抵抗の影響を抑えることができる。なお、図16の(B)に示すように、ガイド部材89にリブ89aを設けるようにしても、支持部材88が移動する際の摩擦抵抗の影響を抑えることができる。
また、図17の(A)に示すように支持部材90のリブ90aの形状を円弧形状としても良く、この場合にはガイド部材91とは点接触することとなり、さらに支持部材90が移動する際の摺動抵抗を抑えることができる。さらに、図17の(B)に示すように、ガイド部材93のリブ93aの形状を円弧形状としても良く、この場合には支持部材92とは点接触することとなり、さらに支持部材92が移動する際の摺動抵抗を抑えることができる。
さらに、リブではなく、図18の(A)に示すように支持部材94に、回転自在にコロ94aを設け、支持部材94は、このコロ94aをガイド部材95に沿って回転させながら上下方向に移動するようになっている。
ここで、このようにコロ94aをガイド部材95に沿って回転させながら支持部材94が上下方向に移動するようにすることにより、支持部材94が移動する際のガイド部材95との接触面積を少なくすることができ、これにより支持部材94が移動する際の摩擦抵抗の影響を抑えることができる。なお、図18の(B)に示すように、ガイド部材97に回転自在にコロ97aを設けるようにしても、支持部材96が移動する際の摩擦抵抗の影響を抑えることができる。
図16〜図18を用いて説明したいずれの構成も、本発明の効果を発揮できるものである。また、ここで説明した構成に限定するものではなく、フィードローラと分離ローラが向かい合う方向に対して所定角度をもってスライド可能に構成されるものであれば、その構成を限定するものではない。
尚、本実施の形態は、シートに画像を形成するための画像形成装置に本発明を適用した例を示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、画像読取装置などに用いられるシート給送装置の一例である原稿自動給送装置に適用することもできる。
1 プリンタ本体
1A 画像形成部
2 給紙カセット
3 シート給送装置
4 ピックアップローラ
5 フィードローラ
5A フィードローラ
6 シート分離部
6a 分離ローラ
6b トルクリミッタ
6c 支持部材
6d 分離ローラバネ
6e ガイド部材
22c マルチカバー
23 マルチ給紙部
25 マルチフィードローラ
26 マルチシート分離部
26a マルチ分離ローラ
26b トルクリミッタ
26c 支持部材
26d マルチ分離ローラバネ
26e ガイド部材
51 プリンタ本体
51A 画像形成部
52 上段シート給送装置
53 上段フィードローラ
54 上段シート分離部
54a 分離ローラ
54b トルクリミッタ
54c 支持部材
54d 分離ローラバネ
54e ガイド部材
55 上段給紙カセット
56 下段シート給送装置
57 フィードローラ
58 シート分離部
59 給紙カセット
81 オプションシート給送装置
82 シート給送装置
83 フィードローラ
84 シート分離部
85 給紙カセット
86 支持部材
86a リブ
87 ガイド部材
88 支持部材
89 ガイド部材
89a リブ
90 支持部材
90a リブ
91 ガイド部材
92 支持部材
93 ガイド部材
93a リブ
94 支持部材
94a コロ
95 ガイド部材
97 ガイド部材
97a コロ
S シート
θ ガイド部材のガイド面の角度
δ シートの搬送方向とガイド部材とのなす角度
1A 画像形成部
2 給紙カセット
3 シート給送装置
4 ピックアップローラ
5 フィードローラ
5A フィードローラ
6 シート分離部
6a 分離ローラ
6b トルクリミッタ
6c 支持部材
6d 分離ローラバネ
6e ガイド部材
22c マルチカバー
23 マルチ給紙部
25 マルチフィードローラ
26 マルチシート分離部
26a マルチ分離ローラ
26b トルクリミッタ
26c 支持部材
26d マルチ分離ローラバネ
26e ガイド部材
51 プリンタ本体
51A 画像形成部
52 上段シート給送装置
53 上段フィードローラ
54 上段シート分離部
54a 分離ローラ
54b トルクリミッタ
54c 支持部材
54d 分離ローラバネ
54e ガイド部材
55 上段給紙カセット
56 下段シート給送装置
57 フィードローラ
58 シート分離部
59 給紙カセット
81 オプションシート給送装置
82 シート給送装置
83 フィードローラ
84 シート分離部
85 給紙カセット
86 支持部材
86a リブ
87 ガイド部材
88 支持部材
89 ガイド部材
89a リブ
90 支持部材
90a リブ
91 ガイド部材
92 支持部材
93 ガイド部材
93a リブ
94 支持部材
94a コロ
95 ガイド部材
97 ガイド部材
97a コロ
S シート
θ ガイド部材のガイド面の角度
δ シートの搬送方向とガイド部材とのなす角度
Claims (10)
- シートを積載するシート積載手段と、前記シート積載手段からシートを送り出すシート給送手段とを備え、前記シート給送手段より送り出されるシートを1枚ずつ分離して給送するシート給送装置において、
前記シート給送手段と当接可能に設けられた分離ローラと、前記分離ローラに所定以上の回転トルクが作用すると前記分離ローラとシート給送手段との連れ回りを許容し、所定以下の回転トルクが作用すると前記シート給送手段との連れまわりを阻止するトルクリミッタと、を備えたシート分離手段と、
前記シート分離手段をスライド可能に支持し、かつ該シート分離手段を前記シート給送手段と前記分離ローラとが対向する方向に対して異なる方向に所定角度をもってガイドするガイド手段と、
を設け、
前記分離ローラが前記シート給送手段に圧接するように前記シート分離手段を付勢する付勢手段を設けたことを特徴とするシート給送装置。 - 前記シート分離手段は、前記分離ローラと前記トルクリミッタとを一体に支持する支持部材を有し、該支持部材が前記ガイド手段によりスライド可能に支持されて、前記付勢手段により前記シート給送手段側に付勢されていることを特徴とする請求項1記載のシート給送装置。
- 前記ガイド手段が平坦なガイド面で構成されており、前記ガイド面に沿って前記支持部材がスライド可能に支持されてい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。
- 前記支持部材はリブを有し、前記リブを前記ガイド面に接触させながら前記支持部材がスライドすることを特徴とする請求項4記載のシート給送装置。
- 前記支持部材は回転自在なコロを有し、前記コロを回転させながら前記支持部材が前記ガイド面に沿ってスライドすることを特徴とする請求項4記載のシート給送装置。
- 前記ガイド手段はリブを有し、前記リブと接触しながら前記支持部材がスライド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。
- 前記ガイド手段は回転自在なコロを有し、前記コロを回転させながら前記支持部材がスライドすることを特徴とする請求項1乃至3記載のいずれか1項にシート給送装置。
- 前記請求項1乃至8のいずれか1項に記載のシート給送装置と、
前記シート給送装置から送り出されてくるシートに画像を形成する画像形成部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記請求項1乃至8のいずれか1項に記載のシート給送装置と、
前記シート給送装置から送り出されてくるシートの画像を読取る画像読取部と、
を備えたことを特徴とする画像読取装置。
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- 2006-04-19 US US11/406,444 patent/US20060237895A1/en not_active Abandoned
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