JP3856116B2 - シート供給装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置で用いられるシート供給装置に係り、特に、可動底板でシートを押し上げ支持し、シートを上方から順に送出する態様のシート供給装置及びこれに用いられる画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、画像形成部にて形成された画像を用紙などのシートに転写することが行われるため、通常、画像形成部にシートを供給するシート供給装置が装備されている。
従来この種のシート供給装置としては、シートが収容されるシートトレイを有し、このシートトレイの上方にはシート送出ユニットを配設し、このシート送出ユニットにてシートを上方から順に送出するようにしたものがある。
ここで、シート送出ユニットとしては、例えばシートを送り出すためのピックアップロールと、送り出されたシートを一枚ずつ捌く捌き機構（例えばフィードロールとリタードロールとで構成）とを備えたものが多く使用されている。
【０００３】
ところで、この種のシート供給装置においては、シートトレイ内のシートを送出するためにボトムプレートリフト方式が採用される。
このボトムプレートリフト方式は、シートトレイの底部にボトムプレートを持ち上げ自在に配設し、このボトムプレートでシートを押し上げ支持することによってシート送出ユニットのピックアップロールに最上位シートを押し付け、ピックアップロールにてシートを送出した後に、送出されたシートを捌き機構に導いて１枚ずつ捌くようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のボトムプレートリフト方式にあっては、例えばモータ等の駆動源と、この駆動源からの駆動力をボトムプレートに伝達する駆動力伝達機構とを備え、例えばボトムプレートに積載されたシートの残量に応じてボトムプレートを持ち上げるようにしたものが既に提案されている（例えば特開平５−４７３３号公報、特開平５−２２９６７４号公報参照）が、モータ等の駆動源やその駆動力伝達機構、更にはシートの残量検知系が必要不可欠になり、その分、高価なシステムになってしまう。
また、モータ等の駆動源をバネ等の弾性部材に置き換えたものも既に提案されている（例えば特開平１１−２９２２６号公報参照）が、様々なサイズや紙質のシートを取り扱う場合には、シート重量の違いによりボトムプレートのリフト量がばらつき、ピックアップロールによるシートの送出動作が不安定になり易い。そこで、このような不具合を有効に解消するには、ボトムプレートのリフト量を微妙に制御しなければならず、その制御機構が複雑になってしまうという技術的課題がある。
【０００５】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、簡単な構成で、シートの送出動作を安定させることができるシート供給装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図１に示すように、シートＳが収容されるシートトレイ１と、このシートトレイ１の底部に配設されてシートＳを積載し且つ上方に付勢される可動底板２と、シートトレイ１に収容されたシートＳに接触配置され且つ下方に付勢されるシート送出部材５を有し、このシート送出部材５にてシートＳを上方から順に送出するシート送出ユニット４と、シートトレイ１に収容されたシートＳのうち最上位シートＳ1位置とシート送出部材５との接触関係を略一定に保つように、シートＳの積載量に応じて変化するシート送出部材５の位置に連動して可動底板２の移動を規制する連動機構７とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
このような技術的手段において、可動底板２は、シートを積載できる板形状であれば、必ずしも全域が板形状である必要はなく、適宜切欠や開口などが設けられていても差し支えない。
また、その素材についても、金属、樹脂など適宜設計変更して差し支えないが、軽量化という観点からすれば、樹脂材料を用いることが好ましい。
更に、可動底板２は、代表的にはスプリング等の弾性部材３により弾性付勢されるものであり、弾性部材３の配設箇所、数については適宜選定して差し支えない。
【０００８】
また、シート送出ユニット４は、シート送出部材５を少なくとも備えていればよいが、通常はシート送出部材５で送出されたシートＳが１枚ずつ捌かれる捌き機構６を備えることが多い。
ここで、シート送出部材５としては、ロール形状であってもよいし、ロール間に掛け渡されたベルトであってもよく、最上位シートＳ1を送出する機能部材であれば適宜設計変更して差し支えない。
一方、捌き機構６とは、例えばフィード部材（ロール、ベルトなど）と、このフィード部材よりも表面摩擦抵抗が高いリタード部材（ロール、パッドなど）とを組み合わせた態様を始め、シートＳを１枚ずつ捌けるものであれば適宜選定して差し支えない。
【０００９】
更に、連動機構７は、シートトレイ１に収容されたシートＳのうち最上位シートＳ1位置とシート送出部材５との接触関係を略一定に保つように連動することを要件とする。
このとき、最上位シートＳ1とシート送出部材５との接触関係が略一定であるから、最上位シートＳ1に対するシート送出部材５のニップ圧が略一定になり、シートＳの送出動作が安定する。
ここで、連動機構７において、「最上位シートＳ1とシート送出部材５との接触関係が略一定」である代表的態様としては、最上位シートＳ1位置を略一定に保つように、シートＳの積載量に応じて変化するシート送出部材５の位置に連動して可動底板２の移動を規制するようにすればよい。
この場合、最上位シートＳ1位置が略一定であるから、最上位シートＳ1に対するシート送出部材５のニップ圧が略一定になり、シートＳの送出動作が安定する。
【００１０】
このような連動機構７の代表的態様としては、例えば弾性部材３にて弾性付勢される可動底板２を所定の位置に拘束させる拘束機構８と、シート送出部材５のシート送出量に応じてシートトレイ１の最上位シートＳ1位置が所定量を超えて減少すると前記拘束機構８の拘束力を解除させる解除機構９とを備えた態様が挙げられる。
この種の態様において、シート送出性能を良好に保つという観点からすれば、シート送出ユニット４としては、前記シート送出部材５をシートトレイ１に積載されたシートＳに向けて付勢する付勢部材を備え、付勢部材の付勢力が前記可動底板２を弾性付勢させる弾性部材３の付勢力より小さく設定されていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の代表的態様として、連動機構７をより具体的レベルで捉えると、本発明の代表的態様を以下のように捉えることもできる。
すなわち、本発明は、図１に示すように、複数のシートＳを積載し上方に付勢される可動底板２と、シートＳ上面に接触配置され且つ下方に付勢されるシート送出部材５を有し該シート送出部材５にてシートＳを上方から順に送出するシート送出ユニット４と、シートＳの積載量に応じて変化するシート送出部材５の位置に連動して可動底板２の移動を規制する連動機構７とを備え、連動機構７が、上方に付勢される可動底板２の上方への移動を拘束する拘束機構８と、可動底板２に積載されたシートＳの最上位シートＳ1位置が所定位置を超えて減少してから該所定位置以上に復帰するまでの間、前記拘束機構の拘束力を解除させる解除機構９とを備えたものである。
あるいは、本発明は、図１に示すように、複数のシートＳを積載し上方に付勢される可動底板２と、シートＳ上面に接触配置され且つ下方に付勢されるシート送出部材５を有し該シート送出部材５にてシートＳを上方から順に送出するシート送出ユニット４と、シートＳの積載量に応じて変化するシート送出部材５の位置に連動して可動底板２の移動を規制する連動機構７とを備え、連動機構７が、上方に付勢される可動底板２の上方への移動を拘束する拘束機構８と、シートＳの減少により前記シート送出部材５が第１の位置に到達することに連動して前記拘束機構８による前記可動底板２の拘束を解除し、前記シート送出部材５が前記第１の位置より上方の第２の位置に到達することに連動して前記拘束機構８による前記可動底板２の拘束を開始させる拘束制御機構１０とを備えたものである。
【００１２】
また、連動機構７を別観点からより直接的に捉えると、シートトレイ１に積載されたシートＳに対するシート送出部材５のニップ圧を略一定にするように、シートの積載量に応じて変化するシート送出部材５の位置に連動して可動底板２の移動を規制するようにすればよい。
この場合、前記ニップ圧略一定によりシートＳの送出動作が安定する。
【００１３】
更に、連動機構７は、例えば可動底板２の幅方向片側に設けても差し支えないが、可動底板の姿勢を安定保持させるという観点からすれば、可動底板２の幅方向両側に一対設ける態様が好ましい。
また、連動機構７の代表的態様としては、シート送出部材５を支持するための支持部材に当接して連動する接触連動部を備えているものが挙げられる。
ここでいう支持部材はシート送出部材５を支持する部材は勿論のこと、この支持する部材に一体的に取り付けられたものをも含む。
一方、接触連動部としては、前記支持部材と離間可能に当接され、かつ、前記支持部材に向けて弾性付勢されている態様が好ましい。
本態様においては、シート送出部材５と最上位シートＳ1との接触部と支持部材の所定部位との位置関係は略一定であるから、支持部材に当接して連動する接触連動部を備えていれば、間接的にシート送出部材５と最上位シートＳ1との接触部位置を把握することが可能である。
【００１４】
また、上述したように、連動機構７の代表的態様としては、シート送出部材５と最上位シートＳ1との接触関係が所望条件を満たす際に、可動底板２の位置が拘束せしめられる拘束機構８を備えた態様が挙げられる。
ここで、拘束機構８には、可動底板２に設けられ該可動底板２の移動とともに移動する係合部材と、シート送出部材５のシート送出量に応じてシートトレイ１の最上位シートＳ1位置が所定量減少するまでは係合部材の移動を固定する固定部材とを具備させるようにすればよい。
より具体的態様としては、拘束機構８は、可動底板２に回転自在に支持されるギア８ａと、これに噛合する案内ラック８ｂと、シート送出部材５と最上位シートＳ1との接触関係が所望条件を満たす際に、前記ギア８ａの回転を固定する固定部材８ｃとを具備したものが挙げられる。
【００１５】
更に、上述した拘束機構８において、拘束機構８を構成するギア８ａに緩衝部材を付設するようにすれば、可動底板２の動きを緩やかにすることで、ギア８ａと固定部材８ｃとの間の衝撃を緩和することができる。
更にまた、可動底板２は、その下方側にギア８ａ支持用のシャフトを補強部材として掛け渡すものが好ましい。
この態様によれば、ギア８ａ支持用のシャフトを利用することで可動底板２の剛性を向上させることができる。
このため、可動底板２そのものは剛性の低い樹脂で製造することが可能になる。
【００１６】
また、可動底板２の幅方向両側に連動機構７を設ける態様において、上述した拘束機構８を採用する場合には、ギア８ａ支持用のシャフトの両端にギア８ａを夫々設けるようにすればよい。
但し、可動底板２の幅方向片側にのみ連動機構７を設ける態様において、上述した拘束機構８を採用する場合であっても、ギア８ａ支持用のシャフトの両端にギア８ａを夫々設けるようにしてもよい。
このようにすれば、可動底板２の幅方向（シャフト方向）バランスを保つことができ、可動底板２の幅方向における姿勢を水平に保つことが容易になるほか、シート供給装置のいずれの側に拘束機構８を設ける場合であっても、いずれかのギア８ａを利用することが可能になり、その分、可動底板２の汎用性を高めることができる。
更に、可動底板２に補強部材としてギア８ａ支持用のシャフトを掛け渡した態様にあっては、このシャフトの近傍に弾性部材３による付勢点を備えることが好ましい。
この態様によれば、可動底板２の弾性部材３による付勢点付近の剛性を向上させ、可動底板２の変形を防止することができる。
【００１７】
また、本発明は、シート供給装置に限られるものではなく、上述した各シート供給装置を組み込んだ画像形成装置をも対象とする。
【００１８】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は本発明が適用されたシート供給装置の実施の形態１を組み込んだ画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
同図において、画像形成装置は、装置本体２０内に例えば電子写真方式の作像エンジン２１を搭載し、装置本体２０内の作像エンジン２１の下方にシート供給装置２６を装備すると共に、装置本体２０の上部を排出トレイ２７として構成し、装置本体２０内の背面側（図２では左側に相当）にシート供給装置２６から送出されたシートＳを作像エンジン２１、排出トレイ２７へと導くシート搬送路２８を略鉛直方向に設けたものである。
【００１９】
本実施の形態において、作像エンジン２１は、感光体ドラム２２と、帯電された感光体ドラム２２上に静電潜像を書き込むレーザ走査装置等の露光装置２３と、感光体ドラム２２上の可視像（トナー像）をシートＳに転写させる転写装置２４と、シートＳ上に転写された未定着像を定着させる定着装置２５とを備えている。
尚、感光体ドラム２２の周囲には、感光体ドラム２２を帯電する帯電装置、感光体ドラム２２上の静電潜像をトナーにて可視像化する現像装置、感光体ドラム２２上の残留トナーを清掃するクリーニング装置などの図示外の電子写真デバイスが配設されている。
また、シート搬送路２８の感光体ドラム２２の上流側にはシートＳを位置決め搬送するためのレジストロール２９が設けられ、また、シート搬送路２８の感光体ドラム２２の下流側には前記定着装置２５が配設されると共に、排出トレイ２７の直前には排出ロール３０が設けられる。
【００２０】
更に、本実施の形態において、シート供給装置は、図２及び図３に示すように、シートＳが収容され且つ装置本体２０のトレイ受部に対して引出自在に配設されるシートトレイ４１を備えている。
そして、このシートトレイ４１の底部４１ａにはボトムプレート４２が配設されており、このボトムプレート４２は一端をピボット部４２ａとしてシートトレイ４１の底部４１ａに接触配置され、ピボット部４２ａから離れた箇所（シート送出方向側に位置する箇所）を一若しくは複数（図では一つの例）の弾性スプリング４３にて付勢支持されている。
尚、ボトムプレート４２上に積載されたシートＳは図示外のガイド部材により位置決めされている。
【００２１】
更にまた、シートトレイ４１のシート送出方向側の上方にはシート送出ユニット４５が配設されている。
このシート送出ユニット４５は、シートＳのうち最上位シートＳ1に接触配置されて当該シートＳ1を送出するピックアップロール４６と、このピックアップロール４６にて送出されたシートＳを１枚ずつ捌く捌き機構４７とを備えている。
本例では、捌き機構４７は、フィードロール４８と、このフィードロール４８よりも表面摩擦抵抗が高いリタードロール４９とを接触転動させたものである。そして、ピックアップロール４６は、フィードロール４８の軸を揺動点として揺動自在な揺動アーム５０の自由端側に回転自在に支承されており、この揺動アーム５０には水平方向に延びる突出片５１が設けられ、この突出片５１には付勢スプリング５２にて下方側に向かう付勢力が作用し、ピックアップロール４６が最上位シートＳ1に所定のニップ圧で押圧配置される。尚、この付勢スプリング５２の付勢力は前記弾性スプリング４３の付勢力よりも小さく設定されている。
【００２２】
特に、本実施の形態では、シートトレイ４１のシート送出方向側の両側方には、シートＳの積載量に応じてボトムプレート４２の移動を規制する連動機構６０が一対配設されている。尚、一方側の連動機構６０については図示を省略している。
本実施の形態において、連動機構６０は、ボトムプレート４２に回転自在に設けられたギア６３と、シートトレイ４１の側部に固定的に設けられて前記ギア６３が噛合する案内ラック６６と、シートトレイ４１の側部に移動自在に設けられ且つ前記ギア６３に噛合した条件下でギア６３の回転を拘束する拘束ラチェット６７とを備えている。
【００２３】
本例では、図３及び図５（ａ）（ｂ）に示すように、ボトムプレート４２のピボット部４２ａから離れた下面両側箇所には一対の支持片４２ｂが設けられ、この支持片４２ｂには回転シャフト６２がボトムプレート４２の幅方向に沿って回転自在に掛け渡され、回転シャフト６２の両端に夫々ギア６３が設けられている。
そして、ボトムプレート４２の一方の支持片４２ｂには、図５（ｃ）に示すような延長部４２ｃが形成されており、この延長部４２ｃには緩衝部材としてのオイルダンパ６４がブラケット６４ａを介して固定され、オイルダンパ６４がギア６３に噛合し、ギア６３の動きを緩やかにしている。
【００２４】
また、本実施の形態では、回転シャフト６２がボトムプレート４２の下面側に掛け渡されているため、この回転シャフト６２がボトムプレート４２の補強部材として作用し、回転シャフト６２周辺のボトムプレート４２の剛性が向上したものになっている。
更にまた、本例では、ボトムプレート４２のうち、回転シャフト６２の近傍に位置する高剛性部分に弾性スプリング４３の付勢点が設定されているため、ボトムプレート４２が不必要に変形することはない。
【００２５】
また、図６及び図７に示すように、連動機構６０を構成する案内ラック６６及び拘束ラチェット６７はホルダプレート６５に夫々保持されており、このホルダプレート６５はネジ等の留め具（図示せず）を使用してシートトレイ４１の側壁に固着されている。
ここで、案内ラック６６はホルダプレート６５に固着されており、その一側にはギア６３と噛合するラック歯６６ａが形成され、このラック歯６６ａの配列ラインはボトムプレート４２のピボット部４２ａがシートトレイ４１の底部に接触した状態に保たれるように僅かに湾曲ラインになっている。
一方、拘束ラチェット６７はホルダプレート６５に対して前後方向に移動自在に配設されており、案内ラック６６との間に少なくともギア６３が介在する隙間６８を空けて対向配置され、案内ラック６６のラック歯６６ａに対向する一側にラチェット爪６７ａを備えている。
【００２６】
更に、連動機構６０は、揺動アーム５０の突出片５１に対向した部位に当該突出片５１に当接して上下動するアクチュエータ７０を有している。
このアクチュエータ７０は、その上下動をホルダプレート６５の前後方向の動きに変換する変換機構７１を介して拘束ラチェット６７に連結されている。
ここで、変換機構７１は、ホルダプレート６５に回転枢軸７３を介してリンクアーム７２を取付け、このリンクアーム７２の一方のアーム部端にアクチュエータ７０の下端部をピン連結し、リンクアーム７２の他方のアーム部とホルダプレート６５との間には付勢スプリング７４を介装し、アクチュエータ７０が上方に突出する方向にリンクアーム７２を付勢するようになっている。
更に、この変換機構７１は、前記回転枢軸７３の近傍には固定枢軸７５を設け、回転枢軸７３に伝達ギア７６を固着すると共に、固定枢軸７５に伝達ギア７７を回転自在に嵌合させ、両伝達ギア７６，７７を噛合させるようにしたものである。
そしてまた、変換機構７１は、拘束ラチェット６７に略矩形状の切抜き開口７８を形成し、この切抜き開口７８の上下縁に前記伝達ギア７６，７７に噛合するラック７９，８０を形成したものである。
【００２７】
本実施の形態に係る連動機構６０において、図８に示すように、アクチュエータ７０が仮想線位置から下降すると、このアクチュエータ７０と連動してリンクアーム７２が付勢スプリング７４に抗して矢印方向へ回転し、このリンクアーム７２の回転に伴って、伝達ギア７６及びこれに噛合する伝達ギア７７が矢印方向に回転し、これらの伝達ギア７６，７７と拘束ラチェット６７内部のラック７９，８０との噛合移動により、拘束ラチェット６７が案内ラック６６から離間する方向へと移動する。
この状態において、拘束ラチェット６７とボトムプレート４２側のギア６３との係合が外れ、拘束ラチェット６７によるギア６３の回転拘束が解除され、ギア６３は自由回転状態に保たれる。
尚、アクチュエータ７０が上方に突出した位置に到達すると、拘束ラチェット６７は案内ラック６６に接近する方向へ移動し、ボトムプレート４２側のギア６３に係合した時点でギア６３の回転を拘束する。
【００２８】
次に、図２〜図８に基づいて、本実施の形態に係る画像形成装置の作動をシート供給装置を中心に説明する。
例えば図４において、シート送出ユニット４５によりシートＳが順次供給されると、ボトムプレート４２に積載されているシートＳが次第に減少する。
すると、シート送出ユニット４５は付勢スプリング５２の付勢力によって下方側へ押し付けられるため、シートＳの減少に伴ってピックアップロール４６の位置が所定位置より下がる。
この状態において、シート送出ユニット４５の揺動アーム５０の突出片５１が所定位置より下がり、これに伴って、アクチュエータ７０が突出位置（図６参照）から図８に示すように下がり、拘束ラチェット６７が案内ラック６６から離間する方向に移動する。
【００２９】
すると、拘束ラチェット６７によるボトムプレート４２側のギア６３の回転拘束が解除され、前記ギア６３は回転自由状態になる。
この状態では、ボトムプレート４２は弾性スプリング４３の付勢力によって上方に持ち上げられる。
このとき、ボトムプレート４２に積載されているシートＳを介してピックアップロール４６が上方に押し上げられ、これに伴って、揺動アーム５０も上方に押し上げられるため、揺動アーム５０の突出片５１に当接しているアクチュエータ７０も付勢スプリング７４の付勢力によって上方に上がる。
【００３０】
すると、拘束ラチェット６７は、案内ラック６６側に接近移動し、ボトムプレート４２側のギア６３と係合してギア６３の回転を拘束する。
この段階で、ボトムプレート４２の位置が拘束されることになり、ボトムプレート４２に積載されているシートＳの最上位シートＳ1の位置が常時略一定に保たれ、最上位シートＳ1に対するピックアップロール４６のニップ圧は略一定になり、ピックアップロール４６によるシートＳの送出動作が安定的に行われる。そして、ピックアップロール４６から送出されたシートＳは捌き機構４７により一枚ずつ捌かれた後、図２に示すシート搬送路２８へと搬送されていく。
【００３１】
以下、シートＳが所定量減少する毎に同様な動作が繰り返され、シートＳの減少に伴って拘束ラチェット６７によるギア６３の回転拘束が解除され、ボトムプレート４２が上昇した後、再び拘束ラチェット６７によるギア６３の回転拘束が行われ、ボトムプレート４２に積載されているシートＳの最上位シートＳ1の位置が略一定位置になるように、ボトムプレート４２の位置が拘束される。
【００３２】
更に、シート供給装置から送出されたシートＳは、シート搬送路２８を通じて上方へと搬送されていき、レジストロール２９で位置決めされた後、感光体ドラム２２と転写装置２４との転写ニップ域にて感光体ドラム２２上の可視像（トナー像）の転写処理を受け、しかる後、定着装置２５にて定着処理を受け、排出ロール３０を通じて排出トレイ２７へと排出される。
このような作像過程において、シート供給装置によるシートＳの供給動作、特にはピックアップロール４６によるシートＳの送出動作が極めて安定するため、シート供給装置におけるシートＳの供給不良に依存する作像ミスを大幅に低減することができる。
【００３３】
特に、本実施の形態では、ボトムプレート４２の両側に連動機構６０が一対設けられているため、ボトムプレート４２を安定支持することが可能になり、ボトムプレート４２の幅方向における姿勢が水平に保たれ、ボトムプレート４２の片寄り変形に伴うシートＳのスキューを有効に防止することができる。
【００３４】
次に、本実施の形態に係るシート供給装置に相当するモデル（図９参照）において、ピックアップロール４６のニップ圧Ｗｎの好ましい設定条件について検討する。
図９に示すモデルにおいて、図３と同様な構成要素については図３と同様な符号を付し、また、符号８１は伝達ギア７６，７７及び拘束ラチェット６７のラック７９，８０に相当する機能部材としての伝達ロッドを示す。
また、同図において、
Ｆ_１：拘束ラチェット６７の動きを止めておく付勢スプリング７４の押圧力，
Ｆ_２：ギア６３の回転シャフトに作用する力，
Ｆ_３：ギア６３と拘束ラチェット６７のラチェット爪６７ａとの接点にかかる力，
Ｆ_４：アクチュエータ７０を押し下げる力，
Ｆ_５：拘束ラチェット６７をスライドさせる力，
Ｆ _ｎ ：弾性スプリング４３の付勢力
Ｗ_ｐ：シートＳの重量，
Ｗ_ｎ：ピックアップロール４６のニップ圧，
Ｌ_１：ボトムプレート４２のピボット部４２ａからＦ_２の作用点までの距離，
Ｌ_２：ボトムプレート４２のピボット部４２ａからＦ_ｎの作用点までの距離，
Ｌ_３：ボトムプレート４２のピボット部４２ａからＷ_ｐの作用点までの距離，
Ｌ_４：ピックアップロール４６とフィードロール４８との中心間距離，
Ｌ_５：フィードロール４８の中心からＦ_４の作用点までの距離，
Ｌ_６：ピックアップロール４６の中心からＦ_４の作用点までの距離，
Ｌ_７：リンクアーム７２の回転中心からＦ_５の作用点までの距離，
Ｌ_８：ギア６３と案内ラック６６との接点からＦ_２の作用点までの距離，
Ｌ_９：ギア６３と拘束ラチェット６７との接点からＦ_２の作用点までの距離，
θ：拘束ラチェット６７のラチェット爪６７ａの接触角
μ：ギア６３と拘束ラチェット６７との接点における摩擦係数
である。
【００３５】
図９において、
Ｆ₂＝(Ｌ₂Ｆ_n−Ｌ₃Ｗｐ)/Ｌ₁ …(1)
Ｆ₃＝(Ｌ₈ /(Ｌ₈＋Ｌ₉))Ｆ₂ …(2)
また、付勢スプリング７４で拘束ラチェット６７の動きを止めておく条件は、図１０（ａ）に示すように、
Ｆ₁cosθ＋μ(Ｆ₁sinθ＋Ｆ₃cosθ)≧Ｆ₃sinθより、
Ｆ₁(cosθ＋μsinθ)≧Ｆ₃sinθ−μＦ₃cosθ＝(sinθ−μcosθ)Ｆ₃
∴Ｆ₁≧｛(sinθ−μcosθ)/(cosθ＋μsinθ)｝Ｆ₃ …(3)
但し、機構の動作条件から Ｆ₁≧０ …(4)
また、拘束ラチャェット６７をスライドさせるためには、図１０（ｂ）に示すように、
(Ｆ₅−Ｆ₁)cosθ＋Ｆ₃sinθ≧μ(Ｆ₃cosθ−(Ｆ₅−Ｆ₁)sinθ)より
(Ｆ₅−Ｆ₁)(cosθ＋μsinθ)≧μＦ₃cosθ−Ｆ₃sinθ
∴Ｆ₅≧Ｆ₁＋｛(μcosθ−sinθ)/(cosθ＋μsinθ)｝Ｆ₃ …(5)
このとき、アクチュエータ７０を押し下げる力Ｆ₄は、
Ｆ₄＝(Ｌ₇/Ｌ₆)Ｆ₅ …(6)
また、ピックアップロール４６のニップ圧Ｗ_ｎは
Ｗ_ｎ＝(Ｌ₅/Ｌ₄)Ｆ₄＝(Ｌ₅/Ｌ₄)(Ｌ₇/Ｌ₆)Ｆ …(7)
従って、
Ｗ_ｎ≧(Ｌ₅/Ｌ₄)(Ｌ₇/Ｌ₆)［Ｆ₁＋｛(μcosθ−sinθ)/(cosθ＋μsinθ)｝Ｆ₃］
…(8)
このように、ピックアップロール４６のニップ圧Ｗ_ｎを設定すれば、連動機構６０による一連の動作が実現可能である。
【００３６】
◎実施の形態２
図１１は本発明が適用されたシート供給装置の実施の形態２を示す。
同図において、シート供給装置の基本的構成は、実施の形態１と略同様であるが、連動機構６０が実施の形態１と異なる。尚、実施の形態１と同様な構成要素については実施の形態１と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態において、連動機構６０は、図１１及び図１２に示すように、ボトムプレート４２側に設けられるギア６３と、このギア６３に噛合するラック歯８６ａを有する案内ラック８６と、このギア６３の回転を拘束するラチェット爪８７ａを有する拘束ラチェット８７とを備えたものであるが、案内ラック８６と拘束ラチェット８７との位置関係を実施の形態１と前後関係において逆に設定し、シートトレイ４１のシート送出方向側に案内ラック８６を配設し、これの反シート送出方向側に拘束ラチェット８７を前後方向に移動自在に配設したものである。
【００３７】
そして、本実施の形態では、例えばシート送出ユニット４５の揺動アーム５０の突出片５１の一部にシートトレイ４１の反シート送出方向側に延びる延長突片５１ａを設け、この延長突片５１ａに当接するアクチュエータ９０を上下動自在に設ける一方、拘束ラチェット８７の一部に係止突片８７ｂを設け、アクチュエータ９０の下端部と前記拘束ラチェット８７の係止突片８７ｂとの間にクランク状のリンクアーム９１を介在させ、このリンクアーム９１の中心部９１ａを図示外のシートトレイ４１側壁に回転自在に支承するようにしたものである。尚、図示外の付勢スプリングにてアクチュエータ９０が上方に向かうように付勢されている。
【００３８】
本実施の形態においても、例えば図１２に示すように、ボトムプレート４２に積載されるシートＳが減少すると、シート送出ユニット４５は付勢スプリング５２の付勢力によって下方側へ押し付けられるため、シートＳの減少に伴ってピックアップロール４６の位置が所定位置より下がる。
この状態において、シート送出ユニット４５の揺動アーム５０の突出片５１（具体的には延長突片５１ａ）が所定位置より下がり、これに伴って、アクチュエータ９０が突出位置から下がり、リンクアーム９１の回動に伴って拘束ラチェット８７が案内ラック８６から離間する方向に移動する。
すると、拘束ラチェット８７によるボトムプレート４２側のギア６３の回転拘束が解除され、前記ギア６３は回転自由状態になる。
この状態では、ボトムプレート４２は弾性スプリング４３の付勢力によって上方に持ち上げられる。
このとき、ボトムプレート４２に積載されているシートＳを介してピックアップロール４６が上方に押し上げられ、これに伴って、揺動アーム５０も上方に押し上げられるため、揺動アーム５０の突出片５１に当接しているアクチュエータ９０も図示外の付勢スプリングの付勢力によって上方に上がる。
【００３９】
すると、リンクアーム９１が逆方向に回転し、拘束ラチェット８７は、案内ラック８６側に接近移動し、ボトムプレート４２側のギア６３と係合してギア６３の回転を拘束する。
この段階で、ボトムプレート４２の位置が拘束されることになり、ボトムプレート４２に積載されているシートＳの最上位シートＳ1の位置が常時略一定に保たれ、最上位シートＳ1に対するピックアップロール４６のニップ圧は略一定になり、ピックアップロール４６によるシートＳの送出動作が安定的に行われる。そして、ピックアップロール４６から送出されたシートＳは捌き機構４７により一枚ずつ捌かれた後、図２に示すシート搬送路２８へと搬送されていく。
以下、シートＳが所定量減少する毎に同様な動作が繰り返される。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、上方に付勢される可動底板を用いた方式において、連動機構により、シートトレイに収容されたシートのうち最上位シート位置とシート送出部材の接触関係を略一定に保つように、シート積載量に応じて変化するシート送出部材の位置に連動して可動底板の移動を規制するようにしたので、駆動源及び駆動力伝達機構を用いることなく、最上位シートに対するシート送出部材のニップ圧を略一定に保つことができる。
このため、簡単な構成で、シートの送出動作を極めて安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るシート供給装置の概要を示す説明図である。
【図２】 本発明に係るシート供給装置の実施の形態１が組み込まれた画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】 本実施の形態に係るシート供給装置の一部破断斜視図である。
【図４】 図３中、ＩＶ方向から見た矢視図である。
【図５】 （ａ）は本実施の形態で用いられるボトムプレートを示す説明図、（ｂ）は（ａ）中Ｂ方向から見た矢視図、（ｃ）は（ｂ）中Ｃ方向から見た詳細図である。
【図６】 本実施の形態で用いられる連動機構の詳細を示す説明図で、図３中ＶＩ方向から見た矢視図である。
【図７】 その分解説明図である。
【図８】 本実施の形態で用いられる連動機構の動作状態を示す説明図である。
【図９】 本実施の形態に係るシート供給装置に相当するモデルにおいて各部に作用する力を示す説明図である。
【図１０】 （ａ）は付勢スプリングでラチェット部材を止めておく上で必要な条件を示す説明図、（ｂ）はラチェット部材をスライドさせる上で必要な条件を示す説明図である。
【図１１】 本発明に係るシート供給装置の実施の形態２を示す一部破断斜視説明図である。
【図１２】 図１１中、ＸＩＩ方向から見た矢視図である。
【符号の説明】
１…シートトレイ，２…可動底板，３…弾性部材，４…シート送出ユニット，５…シート送出部材，６…捌き機構，７…連動機構，８…拘束機構，８ａ…ギア，８ｂ…案内ラック，８ｃ…固定部材，Ｓ…シート，Ｓ1…最上位シート

Claims (18)

1. シートが収容されるシートトレイと、
   このシートトレイの底部に配設されてシートを積載し且つ上方に付勢される可動底板と、
   シートトレイに収容されたシートに接触配置され且つ下方に付勢されるシート送出部材を有し、このシート送出部材にてシートを上方から順に送出するシート送出ユニットと、
   シートトレイに収容されたシートのうち最上位シート位置とシート送出部材との接触関係を略一定に保つように、シートの積載量に応じて変化するシート送出部材の位置に連動して可動底板の移動を規制する連動機構とを備えたことを特徴とするシート供給装置。
2. 請求項１記載のシート供給装置において、
   連動機構は、シートトレイに収容されたシートのうち最上位シート位置を略一定に保つように、シートの積載量に応じて可動底板の移動を規制するものであることを特徴とするシート供給装置。
3. 請求項１記載のシート供給装置において、
   連動機構は、弾性部材にて弾性付勢される可動底板を所定の位置に拘束させる拘束機構と、シート送出部材のシート送出量に応じてシートトレイの最上位シート位置が所定量を超えて減少すると前記拘束機構の拘束力を解除させる解除機構とを備えたことを特徴とするシート供給装置。
4. 請求項１記載のシート供給装置において、
   シート送出ユニットは、前記シート送出部材をシートトレイに積載されたシートに向けて付勢する付勢部材を備え、付勢部材の付勢力が前記可動底板を弾性付勢させる弾性部材の付勢力より小さく設定されていることを特徴とするシート供給装置。
5. 複数のシートを積載し上方に付勢される可動底板と、
   シート上面に接触配置され且つ下方に付勢されるシート送出部材を有し該シート送出部材にてシートを上方から順に送出するシート送出ユニットと、
   シートの積載量に応じて変化するシート送出部材の位置に連動して可動底板の移動を規制する連動機構とを備え、
   連動機構は、上方に付勢される可動底板の上方への移動を拘束する拘束機構と、
   可動底板に積載されたシートの最上位シート位置が所定位置を超えて減少してから該所定位置以上に復帰するまでの間、前記拘束機構の拘束力を解除させる解除機構とを備えたことを特徴とするシート供給装置。
6. 複数のシートを積載し上方に付勢される可動底板と、
   シート上面に接触配置され且つ下方に付勢されるシート送出部材を有し該シート送出部材にてシートを上方から順に送出するシート送出ユニットと、
   シートの積載量に応じて変化するシート送出部材の位置に連動して可動底板の移動を規制する連動機構とを備え、
   連動機構は、上方に付勢される可動底板の上方への移動を拘束する拘束機構と、
   シートの減少により前記シート送出部材が第１の位置に到達することに連動して前記拘束機構による前記可動底板の拘束を解除し、前記シート送出部材が前記第１の位置より上方の第２の位置に到達することに連動して前記拘束機構による前記可動底板の拘束を開始させる拘束制御機構とを備えていることを特徴とするシート供給装置。
7. 請求項１記載のシート供給装置において、
   連動機構は、シートトレイに積載されたシートに対するシート送出部材のニップ圧を略一定に保つように、シートの積載量に応じて可動底板の移動を規制することを特徴とするシート供給装置。
8. 請求項１記載のシート供給装置において、
   連動機構は、可動底板の幅方向両側に一対設けられることを特徴とするシート供給装置。
9. 請求項１記載のシート供給装置において、
   連動機構は、シート送出部材を支持するための支持部材に当接して連動する接触連動部を備えていることを特徴とするシート供給装置。
10. 請求項９記載のシート供給装置において、
    接触連動部は、前記支持部材と離間可能に当接され、かつ、前記支持部材に向けて弾性付勢されていることを特徴とするシート供給装置。
11. 請求項１記載のシート供給装置において、
    連動機構は、シート送出部材と最上位シートとの接触関係が所望条件を満たす際に、可動底板の位置が拘束せしめられる拘束機構を備えていることを特徴とするシート供給装置。
12. 請求項１記載のシート供給装置において、
    拘束機構は、可動底板に設けられ該可動底板の移動とともに移動する係合部材と、シート送出部材のシート送出量に応じてシートトレイの最上位シート位置が所定量減少するまでは係合部材の移動を固定する固定部材とを備えたことを特徴とするシート供給装置。
13. 請求項１１記載のシート供給装置において、
    拘束機構は、可動底板に回転自在に支持されるギアと、これに噛合する案内ラックと、シート送出部材と最上位シートとの接触関係が所望条件を満たす際に、前記ギアの回転を固定する固定部材とを備えたことを特徴とするシート供給装置。
14. 請求項１３記載のシート供給装置において、
    拘束機構を構成するギアには緩衝部材を付設したことを特徴とするシート供給装置。
15. 請求項１３記載のシート供給装置において、
    可動底板は、その下方側にギア支持用のシャフトを補強部材として掛け渡したものであることを特徴とするシート供給装置。
16. 請求項１５記載のシート供給装置において、
    可動底板は、補強部材として掛け渡されたギア支持用のシャフトの近傍に弾性部材による付勢点を備えたことを特徴とするシート供給装置。
17. 請求項１ないし１６いずれかに記載のシート供給装置において、
    シート送出ユニットは、シート送出部材と、このシート送出部材にて送出されたシートを１枚ずつに捌く捌き機構とを備えていることを特徴とするシート供給装置。
18. 請求項１ないし１７いずれかに記載のシート供給装置を組み込んだことを特徴とする画像形成装置。

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