JP2013124175A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シート束からシートを１枚ずつ順次送り出すとともに，画像形成装置の幅の小型化を図った給紙装置を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】 画像形成装置１００は，給紙カセット１０と，給紙ローラー１４と，分離爪１６とを有している。画像形成部３０と，画像形成部３０へシートＰ１を搬送するためのシート搬送経路２０とは，給紙カセット本体１１がシート送出方向に占める幅の範囲内であって給紙カセット本体１１より上方の位置に配置されている。分離爪１６の先端は，給紙カセット本体１１の前端部１１Ｔと後端部１１Ｅとの間に配置されている。給紙ローラー１４は，給紙カセット本体１１の前端部１１Ｔと後端部１１Ｅとの間の位置であって分離爪１６の先端から後端部１１Ｅ側に寄った位置に配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は，画像形成装置に関する。さらに詳細には，シート束からシートを１枚ずつ分離して画像形成部に搬送する給紙装置を備える画像形成装置に関するものである。

画像形成装置には，シートに画像を形成するための画像形成部と，画像形成部に搬送するシートを給紙するための給紙装置とを有するものがある。給紙装置では，シート束から１枚ずつシートを供給するために，シートを分離するための分離機構が設けられることが多い。

例えば，特許文献１には，分離ローラーが逆回転した後に（特許文献１の第１図の矢印Ｔｂ参照），分離ローラーが正回転して（特許文献１の第１図の矢印Ｔａ参照）シートを送り出す給紙装置が開示されている。これにより，シート束から最上のシートを分離して，シートをシート搬送経路に搬送することができるとしている。特許文献２には，逆回転した後に正回転する補助ローラーを有する給紙装置が開示されている（特許文献２の図２等参照）。これにより，シートの重送を防止することができるとしている。

特開平３−５１２３０号公報 特開２００２−８７６０６号公報

ところで，近年では，画像形成装置の小型化が求められている。環境問題への対応や，オフィスにおける省スペース化を図るためである。しかし，従来の画像形成装置の幅は，図１に示すように，給紙カセットの幅（図１の矢印Ａ参照）と，シート搬送経路を収容する部分の幅（図１の矢印Ｂ参照）とを足し合わせた幅（図１の矢印Ａ＋Ｂの幅）以上であった。したがって，画像形成装置の幅方向のサイズには，この幅（Ａ＋Ｂ）という下限があった。これは，特許文献１や特許文献２に記載の給紙装置であっても同様である。

本発明は，前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，シート束からシートを１枚ずつ順次送り出すとともに，画像形成装置の幅の小型化を図った給紙装置を備える画像形成装置を提供することである。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の一態様における画像形成装置は，シート束を収容する給紙カセットと，給紙カセットに収容されているシート束からシートを分離するための分離部材と，給紙カセットに収容されているシート束から最上のシートを送り出す給紙ローラーと，給紙カセットから送り出されたシートに画像形成する画像形成部と，給紙カセットと画像形成部との間に位置するシート搬送経路とを有するものである。そして，画像形成部およびシート搬送経路は，給紙カセットのシートの送出方向における前端から後端までの幅の範囲内であって給紙カセットより上方の位置に配置されており，分離部材の先端は，給紙カセットの前端と後端との間の位置に配置されており，給紙ローラーは，給紙カセットの前端と後端との間の位置であって分離部材の先端の位置から給紙カセットの後端側に寄った位置に配置されている。かかる画像形成装置では，画像形成装置の全幅と，給紙カセットの幅との間で大きな差がない。つまり，画像形成装置の小型化が図られている。

上記に記載の画像形成装置において，給紙ローラーに，シート束の最上のシートをシート搬送経路の逆方向に繰り出す逆回転をさせてその後に，シート搬送経路の方向に送り出す正回転をさせる制御部を有するとよい。シート束から最上のシートを好適に送り出すことができるからである。

上記に記載の画像形成装置において，制御部による給紙ローラーの逆回転の回転量は，シートの先端を，分離部材の先端と給紙ローラーとの間の位置まで移動させる回転量であるとよい。シートを一時的に後退させるとともに，シート束から好適に分離して，シートを１枚ずつ搬送することができるからである。

上記に記載の画像形成装置において，給紙カセットは，シート束を上に凸形状に湾曲した状態で載置する屈曲形状または湾曲形状の押上板を有するとよい。シート束から最上のシートを分離しやすいからである。

上記に記載の画像形成装置において，給紙カセットには，給紙カセットの後端部に，給紙カセットの底板から遠ざかるほど広がる向きの傾斜面が設けられているとよい。一時的に後退させたシートに折れが生じないようにすることができるからである。

上記に記載の画像形成装置において，傾斜面は，高摩擦部材で形成されているとよい。シートの分離を好適に行うことができるからである。

本発明によれば，シート束からシートを１枚ずつ順次送り出すとともに，画像形成装置の幅の小型化を図った給紙装置を備える画像形成装置が提供されている。

従来の画像形成装置を説明するための概略構成図である。 実施形態に係る画像形成装置を説明するための概略構成図である。 実施形態に係る給紙カセットを説明するための概略構成図である。 実施形態に係る搬送ローラーおよび分離爪を説明するための図である。 実施形態に係る画像形成装置の給紙動作を説明するための図（その１）である。 実施形態に係る画像形成装置の給紙動作を説明するための図（その２）である。 実施形態に係る画像形成装置の給紙動作を説明するための図（その３）である。 実施形態に係る給紙カセットに多数枚のシートが載置されている場合を説明する図である。 実施形態に係る給紙カセットにシートが１枚のみ載置されている場合を説明する図である。 変形例に係る給紙カセットを説明するための概略構成図（その１）である。 変形例に係る給紙カセットを説明するための概略構成図（その２）である。 変形例に係る給紙カセットを説明するための概略構成図（その３）である。

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，モノクロのプリンターについて，本発明を具体化したものである。

１．画像形成装置
画像形成装置１００は，図２にその概略構成を示すように，モノクロ式のプリンターである。画像形成装置１００は，給紙カセット１０と，給紙ローラー１４と，シート搬送経路２０と，画像形成部３０と，転写ローラー４０と，定着装置５０と，排紙ローラー対６１と，排紙トレイ６２と，モーターＭと，制御部１００とを有している。

給紙カセット１０は，シート束を収容するとともに，シート束から最上のシートを送り出すものである。送り出されたシートはシート搬送経路２０を経由して画像形成部３０に向けて搬送されるようになっている。その構成の詳細については，後述する。給紙カセット１０はまた，画像形成装置１００から図２中で手前に向かって引き出し可能なものである。本形態の説明では，画像形成装置１００における図２中左右方向を幅方向ということとする。そして，画像形成装置１００の幅方向の最大寸法を「全幅Ｗ」という。さらに，給紙カセット１０のシートの送出方向における前端から後端までの長さを，「幅Ｗ１」という。

給紙ローラー１４は，給紙カセット１０のシート束から最上のシートを繰り出して，シート搬送経路２０に送り出すためのものである。シート搬送経路２０は，給紙カセット１０から送り出されたシートを画像形成部３０に向けて搬送するためのものである。シート搬送経路２０には，シートを転写ローラー４０の箇所に送り出すタイミングを計るためのタイミングセンサー２１が設けられている。シート搬送経路２０は，給紙カセット１０の幅Ｗ１の範囲内であって給紙カセット１０より上方の位置に配置されている。したがって，本形態の画像形成装置１００の全幅Ｗは，給紙カセット１０の幅Ｗ１と，それほど大きく変わらない。つまり，本形態の画像形成装置１００の大きさは，従来の画像形成装置よりも小さい。

画像形成部３０は，シート上に画像を形成するためのものである。画像形成部３０は，感光体ドラム３１と，帯電装置３２と，露光装置３３と，現像装置３４と，クリーナー３５とを有している。感光体ドラム３１は，トナー像を担持するための像担持体である。そのため，図２中の矢印Ｄ２の向きに回転する。帯電装置３２は，感光体ドラム３１の表面を一様に帯電させるためのものである。露光装置３３は，感光体ドラム３１の表面に静電潜像を書き込むためのものである。現像装置３４は，感光体ドラム３１の静電潜像にトナーを付与して現像するためのものである。クリーナー３５は，感光体ドラム３１上の転写残トナーを除去するためのものである。

転写ローラー４０は，感光体ドラム３１上に形成されたトナー像をシートに転写するための転写部材である。トナー像を転写後のシートは，シート搬送経路２０を図２中の矢印Ｄ１の向きに搬送される。

定着装置５０は，シートに転写されたトナー像をシートに定着させるためのものである。排紙ローラー対６１は，トナー像を定着済みのシートを排紙トレイ６２に排紙するためのものである。排紙トレイ６２は，定着済みのシートが排紙されるトレイである。

モーターＭは，感光体ドラム３１や，各種ローラーを回転駆動するための駆動源である。給紙ローラー１４や後述する搬送ローラー１７も，モーターＭによる駆動の対象である。感光体ドラム３１等の各部はいずれも，モーターＭからの駆動を受けるようになっている。これらの各部は，減速機などを用いることにより，必ずしも回転速度が互いに等しいわけではないが，モーターＭの回転と同期して回転するものである。制御部９０は，画像形成部３０の各部の動作やモーターＭの回転の制御を行うものである。

図２に示すように，画像形成部３０およびシート搬送経路２０は，画像形成装置１００における給紙カセット１０の幅Ｗ１の範囲内であって給紙カセット１０より上方の位置に配置されている。

２．給紙装置
２−１．給紙カセットの構成
続いて，給紙カセット１０の構成について説明する。図３は，本形態の給紙カセット１０を説明するための概略構成図である。給紙カセット１０は，シート束Ｐから最上のシートＰ１を分離して１枚ずつシート搬送経路２０に順次送り出すためのものである。ここで，画像形成部３０に搬送される際にシートＰ１の先頭となる側の端部を先端ＰＴということとする。画像形成部３０に搬送される際にシートＰ１の後端となる側の端部を後端ＰＥということとする。図３に示すように，給紙カセット１０は，給紙カセット本体１１と，押上ばね１２と，押上板１３とを有している。

給紙カセット本体１１は，シート束Ｐを収容するための給紙ケースである。給紙カセット本体１１には，底板１１ａと，前端部１１Ｔと，後端部１１Ｅとがある。前端部１１Ｔとは，搬送前（載置時）のシートＰ１の先端ＰＴに対面する側の給紙カセット本体１１の側板である。後端部１１Ｅとは，搬送前（載置時）のシートＰ１の後端ＰＥに対面する側の給紙カセット本体１１の側板である。

また，給紙カセット本体１１における後端部１１Ｅには，傾斜面１１ｂが設けられている。傾斜面１１ｂは，給紙カセット本体１１の底板１１ａから遠ざかるに従って広がる向きに傾斜している。傾斜面１１ｂは，後述するように，給紙ローラー１４により後退させられたシートＰ１を給紙カセット１０から上方に向けて撓ませるためのガイドとなるものである。押上ばね１２は，押上板１３を介してシート束Ｐの先端ＰＴの側を上方に向けて押し上げるためのものである。押上板１３は，実際にシート束Ｐを載置するためのシート載置部である。

２−２．給紙ローラーおよびガイド部材など
給紙装置には，給紙カセット１０の他に，給紙ローラー１４やガイド部材１５が含まれる。給紙ローラー１４およびガイド部材１５は，給紙カセット１０とともに引き出し可能なものではなく，画像形成装置１００の本体に設けられているものである。給紙ローラー１４は，シートの搬送経路においてガイド部材１５および後述する分離爪１６より下流の位置に配置されている。そして，給紙ローラー１４は，給紙カセット本体１１の前端部１１Ｔと後端部１１Ｅとの間の位置であって，分離爪１６の先端の位置から少し後端部１１Ｅ側に寄った位置に配置されている。給紙ローラー１４は，制御部９０の制御により，シートＰ１をシート搬送経路２０に繰り出す向きに回転する正回転（図３の矢印ＤＮの向き）と，シートＰ１をシート搬送経路２０から送り返す向きに回転する逆回転（図３の矢印ＤＲの向き）とをすることができるようになっている。

ガイド部材１５は，シートＰ１の搬送をガイドするための部材である。ガイド部材１５は，分離爪１６と搬送ローラー１７とを有している。分離爪１６は，シートＰ１をシート束Ｐから引き剥がして分離するための分離部材である。分離爪１６の先端は，給紙カセット本体１１の前端部１１Ｔと後端部１１Ｅとの間の位置に配置されている。搬送ローラー１７は，給紙ローラー１４により繰り出されたシートＰ１をシート搬送経路２０に搬送するためのものである。

また，ガイド部材１５には，圧接スプリング１８が設けられている。圧接スプリング１８は，ガイド部材１５を引っ張っている。それによって，分離爪１６の先端がシート束Ｐにその厚み方向に圧接している。分離爪１６がシート束Ｐを押圧していないと，後述するように給紙ローラー１４により後退させたシートＰ１の先端ＰＴが，分離爪１６の下側に潜り込んでしまうおそれがあるからである。なお，図４以降の図面では，圧接スプリング１８を省略している。

２−３．ガイド部材の構成
図４に，本形態のガイド部材１５の構成を示す。図４に示すように，分離爪１６と搬送ローラー１７とはガイド部材１５と一体に構成されている。分離爪１６は，シート束Ｐを押圧するものである。また，仮に給紙ローラー１４が２枚のシートを一度に重ねて繰り出した場合には，最上のシートＰ１のみをシート搬送経路２０に送り出すための重送防止部材でもある。本形態では，図４に示すように，分離爪１６と搬送ローラー１７とをガイド部材１５と一体に構成することとした。しかし，これらは別体であっても，もちろん構わない。

ガイド部材１５および分離爪１６は，ポリエステルフィルムやポリエチレンフィルム等の樹脂製のフィルムである。また，ステンレスシートや鋼材からなるシートを用いてもよい。また，分離爪１６については，より摩擦係数の高い材質のものや摩擦係数の高い形状に表面仕上げしたものを用いてもよい。シート束ＰからのシートＰ１の分離がより容易になるからである。

３．給紙装置における給紙動作
続いて，給紙装置における給紙動作について説明する。まず，図５に示すように，給紙ローラー１４が図５中の矢印ＤＲの向きに回転（逆回転）する。給紙ローラー１４が逆回転する回転量については，予め定めておけばよい。ただし，逆回転の回転量は，シートＰ１の先端ＰＴを，分離爪１６の先端と給紙ローラー１４との間の位置までの範囲内に移動させる回転量である。つまり，シートＰ１が分離爪１６から解放された状態であるとともに，給紙ローラー１４から解放されていない状態にあることが必要である。この給紙ローラー１４の逆回転により，シート束Ｐから最上のシートＰ１がシート搬送経路２０から遠ざかる向きに繰り出される。これにより，シートＰ１は，シート束からほぼ分離される。そして，シートＰ１の後端ＰＥは傾斜面１１ｂに当たって上方にめくれあがる。なお，このとき搬送ローラー１７は回転していない。

次に，給紙ローラー１４は図６中の矢印ＤＮの向きに回転（正回転）する。そのため，最上のシートＰ１はシート搬送経路２０に向けて送り出される。そこで，シートＰ１は，分離爪１６によりシート束Ｐから分離されるとともに，シート搬送経路２０に向かって送り出される。そして，シートＰ１の先端ＰＴが分離爪１６の上に乗り上げるタイミングを目処に，搬送ローラー１７が図６中の矢印Ｄ３の向きに回転し始める。

そして，図７に示すように，シートＰ１の先端ＰＴが搬送ローラー１７の箇所を通過すると，シートＰ１は，搬送ローラー１７および給紙ローラー１４によりシート搬送経路２０に搬送される。このとき，給紙ローラー１４は図７中の矢印ＤＮの向き（正回転）に，搬送ローラー１７は図７中の矢印Ｄ３の向きに，それぞれ回転している。そして，シートＰ１の先端ＰＴがタイミングセンサー２１の箇所に達したところで，シートＰ１の搬送を一時的に停止する。そして，感光体ドラム３１の画像形成のタイミングに合わせて，搬送ローラー１７および給紙ローラー１４は，シートＰ１を転写ローラー４０の箇所に向けて送り出す。この後シートＰ１は，転写ローラー４０によりトナー像を転写されることとなる。

４．シート積載量
給紙カセット１０に積載されているシート束Ｐの枚数は，画像形成の度に減少していく。そのため，給紙カセット１０のシート積載量による分離爪１６の角度の違いについて説明する。

４−１．フル状態
シート束Ｐの積載量が上限となっている場合を図８に示す。この場合には，押上ばね１２は，シート束Ｐの重みで十分に縮んでいる。そのため，押上板１３の底板１１ａに対する角度θＡはそれほど大きくない。このとき，シート束Ｐの上面と分離爪１６との間の角度はθ１である。

４−２．空状態
給紙カセット１０にシートＰ１の１枚のみが収容されている場合について図９により説明する。この場合には，押上ばね１２は，ほぼ伸びきった状態である。このときの押上板１３の底板１１ａに対する角度θＢは，フル状態のときの押上板１３の底板１１ａに対する角度θＡよりも大きい。この場合においても，分離爪１６の押圧作用はある。ただし，この場合にシート束Ｐはないので，分離爪１６は押圧板１３に圧接している。なお，シート束Ｐの上面と分離爪１６との間の角度θ２は，フル状態のときの角度θ１よりも小さい。

以上詳細に説明したように，シート搬送経路２０は，給紙カセット１０の幅方向の範囲内の上部に配置されている。したがって，本形態の画像形成装置１００の全幅は，給紙カセット１０の幅と，それほど大きく変わらない。つまり，本形態の画像形成装置１００の大きさは，従来の画像形成装置よりも小さい。

５．変形例
５−１．給紙カセット本体の形状
ここで，本形態の変形例について説明する。本形態では給紙カセット本体１１に傾斜面１１ｂを設けることとした。しかし，必ずしも傾斜面１１ｂを設ける必要はない。図１０に示すように，傾斜面１１ｂのない給紙カセット２１０であってもよい。給紙カセット２１０の給紙カセット本体２１１には，シート束Ｐの後端側に傾斜していない後端部２１１Ｅがある。

図１０に示すように，給紙ローラー１４を逆回転（図１０中の矢印ＤＲの向きに回転）させたときに，最上のシートＰ１は，シート搬送経路２０の反対側に送り出される。その際に，シートＰ１の後端ＰＥは給紙カセット本体２１１の後端部２１１Ｅに当接した状態で湾曲する。この湾曲により，シートＰ１は，シート束Ｐから分離する。シートＰ１の静電気もいくらか大気中に逃げるため，シートＰ１はシート束Ｐに再びくっつきにくい。また，この給紙カセット２１０を備える画像形成装置は，本形態の画像形成装置１００よりもさらに全幅が小さい。傾斜面１１ｂを設けるための幅が必要ないからである。

５−２．押上板の形状
また，図１１に示すように，シート束Ｐを載置する押上板３１３の形状を，図３の形態の押上板１３よりもより屈曲した屈曲形状としてもよい。この給紙カセット３１０では，シート束Ｐも，上に凸形状となるように湾曲したまま押上板３１３の上に載置されることとなる。そのため，最上のシートＰ１を送り出す際にも，最上のシートＰ１をシート束Ｐから分離して繰り出すことが容易である。また，用紙分離の際の音がより静かである。なお，押上板の形状を，上に凸形状の湾曲形状としてももちろん構わない。

５−３．高摩擦部材
また，図１２に示すように，高摩擦部材４１２を有する給紙カセット４１０を用いてもよい。給紙カセット本体１１の傾斜面１１ｂ（図３等参照）を高摩擦部材としたものである。したがって，高摩擦部材４１２を配置する位置は，給紙カセット本体４１１におけるシート後端側の位置である。ここで高摩擦部材４１２は，給紙カセット４１０における傾斜面１１ｂ以外の部分の材質よりも摩擦係数が大きいものであり，その材質は，コルクやゴム等である。このため，分離爪１６により最上のシートＰ１をシート束Ｐから分離しやすい。

６．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る画像形成装置１００は，シートＰ１を給紙カセット本体１１の上方に向けて搬送するための給紙ローラー１４および分離爪１６を，給紙カセット１０の幅Ｗ１の範囲内に有している。そのため，シート束ＰからシートＰ１を１枚ずつ順次送り出し，給紙カセット１０の上方に位置するシート搬送経路２０にシートＰ１を搬送することのできる画像形成装置１００が実現されている。

また，本形態の画像形成装置１００では，シート搬送経路２０も，給紙カセット１０の幅Ｗ１の範囲内の上部に配置されている。したがって，本形態の画像形成装置１００の全幅Ｗは，給紙カセット１０の幅Ｗ１と，それほど大きく変わらない。つまり，本形態の画像形成装置１００の大きさは，従来の画像形成装置よりも小さい。このように，小型化された画像形成装置が実現されている。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，モノクロプリンターに限らない。すなわち，モノクロに限らない。またプリンターに限らない。コピー機であってもよい。また，印刷ジョブを公衆回線により送受信する画像読取装置および画像形成装置に適用することができる。もちろん，複合機であってもよい。また，トナーの種類によらず適用できる。

１０，２１０，３１０，４１０…給紙カセット
１１，２１１，４１１…給紙カセット本体
１１ａ，２１１ａ，４１１ａ…底板
１１ｂ…傾斜面
１１Ｔ，２１１Ｔ，４１１Ｔ…前端部
１１Ｅ，２１１Ｅ，４１１Ｅ…後端部
１２…押上ばね
１３，３１３…押上板
１４…給紙ローラー
１５…ガイド部材
１６…分離爪
１７…搬送ローラー
１８…圧接スプリング
２０…シート搬送経路
３０…画像形成部
４０…転写ローラー
５０…定着装置
６１…排紙ローラー対
６２…排紙トレイ
９０…制御部
１００…画像形成装置
４１２…高摩擦部材
Ｐ…シート束
Ｐ１…シート
ＰＴ…先端
ＰＥ…後端

Claims (6)

1. シート束を収容する給紙カセットと，前記給紙カセットに収容されているシート束からシートを分離するための分離部材と，前記給紙カセットに収容されているシート束から最上のシートを送り出す給紙ローラーと，前記給紙カセットから送り出されたシートに画像形成する画像形成部と，前記給紙カセットと前記画像形成部との間に位置するシート搬送経路とを有する画像形成装置において，
   前記画像形成部および前記シート搬送経路は，
   前記給紙カセットのシートの送出方向における前端から後端までの幅の範囲内であって前記給紙カセットより上方の位置に配置されており，
   前記分離部材の先端は，
   前記給紙カセットの前端と後端との間の位置に配置されており，
   前記給紙ローラーは，
   前記給紙カセットの前端と後端との間の位置であって前記分離部材の先端の位置から前記給紙カセットの後端側に寄った位置に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって，
   前記給紙ローラーに，シート束の最上のシートを前記シート搬送経路の逆方向に繰り出す逆回転をさせてその後に，前記シート搬送経路の方向に送り出す正回転をさせる制御部を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置であって，
   前記制御部による前記給紙ローラーの逆回転の回転量は，
   シートの先端を，前記分離部材の先端と前記給紙ローラーとの間の位置まで移動させる回転量であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の画像形成装置であって，
   前記給紙カセットは，
   シート束を上に凸形状に湾曲した状態で載置する屈曲形状または湾曲形状の押上板を有することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の画像形成装置であって，
   前記給紙カセットには，
   前記給紙カセットの後端部に，前記給紙カセットの底板から遠ざかるほど広がる向きの傾斜面が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置であって，
   前記傾斜面は，
   高摩擦部材で形成されていることを特徴とする画像形成装置。

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