JP4582234B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、シート材を一枚ずつ搬送する給紙機構の改良に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、シート材を一枚ずつ給紙するために、積載されたシート材の最上位の一枚に当接する給紙ローラ（ピックアップローラ）が設けられる。給紙ローラは、シート材に対し所定の押圧力で押し付けられることが、一枚ずつ給紙を行うために重要である。ところが、シート材は、画像形成に伴い順次消費され、最上位のシート材の位置も徐々に変わっていく。そこで、給紙ローラのシート材への押圧状態を一定にするため、シート材の消費に伴うシート材ないし給紙ローラの移動機構が必要である。

特許文献１においては、供給トレイ内の積載板（圧板）を持ち上げる駆動力を、作用部材を介して積載板へ伝える駆動力伝達機構を有している。そして、駆動力伝達機構は、積載板が下方変位するのを規制するワンウェイクラッチを有している。つまり、積載板に駆動力を与えないときにおいても積載板に載る記録シートの重みで積載板が下方へ移動しないように、ワンウェイクラッチを用いているのである。

特開２００７−２６９４６２号公報

しかしながら、いわゆる市販のワンウェイクラッチを部品として追加する場合、ワンウェイクラッチの遊び（バックラッシ）に応じて、積載板が下がってしまうという問題がある。例えば、特許文献１の構造においては、本体側において最下流に配されたギヤ２２７にワンウェイクラッチが取り付けられていたので（段落００９７）、ワンウェイクラッチの遊びが積載板の下方への変位量に大きく影響しており、積載板を上方へ持ち上げる駆動力を切った後、積載板が最大０．８ｍｍほど下がってしまっていた。

本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであって、いわゆるワンウェイクラッチを用いることなく、圧板の下降を防止することを目的とする。

前記した課題を解決する本発明は、装置本体と、前記装置本体に着脱可能に装着され、シート材が積載される供給トレイと、前記供給トレイに積載されたシート材の最上位の一枚に上方から当接するピックアップローラと、前記供給トレイに積載されるシート材の下方に設置され、給紙時に前記シート材を持ち上げる圧板と、サンギヤ、キャリア、プラネタリギヤおよびリングギヤを有し、サンギヤ、キャリアおよびリングギヤのうちの１つが入力ギヤ、１つが出力ギヤ、１つが動力伝達のトリガ部材となる遊星歯車機構と、前記入力ギヤに係合して動力を与える駆動源と、前記出力ギヤと係合して、前記出力ギヤの回転を、前記圧板を持ち上げる動力に変換する圧板リフト機構と、ＯＮ側とＯＦＦ側に揺動可能に支持された部材からなり、前記トリガ部材に係合して前記入力ギヤから前記出力ギヤへの動力伝達をＯＮとし、前記トリガ部材から離脱してＯＦＦとする切換部材と、前記ピックアップローラの上下動に応じて動作し、前記圧板が前記シート材を介して前記ピックアップローラを最上位の位置まで押し上げたときに前記切換部材をＯＦＦ側に揺動させ、前記シート材が消費されて前記ピックアップローラが所定の下方位置まで下がったときに前記切換部材をＯＮ側に揺動させる圧板制御機構と、前記切換部材と同時に揺動可能とされ、前記切換部材のＯＮ側への揺動動作に伴い前記出力ギヤから離脱して出力ギヤの回転を許容し、前記切換部材のＯＦＦ側への揺動動作に伴い前記出力ギヤに係合して前記出力ギヤの回転を止めるストッパと、前記ストッパを前記切換部材に向けて付勢して当接させることで前記切換部材と前記ストッパの同時の揺動を可能にするとともに、前記切換部材のＯＦＦ側への揺動動作に伴い変形して前記切換部材を前記ストッパとは別に揺動可能とするバネ部材とを備え、前記切換部材がＯＦＦ側に揺動するときに、前記切換部材が前記トリガ部材から離脱するのと同時または離脱するより先に前記ストッパが前記出力ギヤに係合するように構成されたことを特徴とする。

このような構成によれば、駆動源の駆動力は、遊星歯車機構の入力ギヤ、出力ギヤ、圧板リフト機構および圧板へと伝達して、圧板を持ち上げる動力となる。そして、この動力の伝達は、切換部材がＯＮ側に揺動してトリガ部材に係合することで伝わる（ＯＮ）ようになり、切換部材がＯＦＦ側に揺動してトリガ部材から離脱することで伝わらない（ＯＦＦ）ようになる。ストッパは、バネ部材により切換部材に付勢されているため切換部材の揺動と同時に揺動する。そのため、切換部材がＯＮ側に位置している状態からＯＦＦ側に揺動するときには、ストッパが同時に揺動し、切換部材がトリガ部材から離脱するのと同時または離脱するより先にストッパが出力ギヤに係合する。これによりストッパが出力ギヤの回転を止める。また、ストッパが出力ギヤに係合した後は、バネ部材が変形することにより、切換部材がストッパとは別に揺動して、切換部材がトリガから十分に離脱する。
このようにして、ストッパが出力ギヤに係合することで、圧板の下降を防止することができる。

そして、ストッパが出力ギヤに係合するのは、切換部材がトリガ部材から離脱するのと同時または離脱するより先であるため、ストッパと出力ギヤの噛み合いの遊びによる圧板の下降は、最小限に抑えられる。

本発明の画像形成装置によれば、切換部材がトリガ部材から離脱するのと同時または離脱するより先にストッパが出力ギヤに係合して圧板の下降を防止するので、いわゆるワンウェイクラッチを用いることなく圧板の下降を防止することができる。

＜レーザプリンタの全体構成＞
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は、本発明の実施形態に係るレーザプリンタの要部側断面図である。
図１に示すように、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に給紙されたシート材の一例としての用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。
本体ケーシング２の前側（以下の説明において、図１における右を前、左を後とする。）には、開閉自在なフロントカバー２ａが設けられており、フロントカバー２ａを開いたときにできる開口から、後述するプロセスカートリッジ３０が着脱自在となっている。

＜フィーダ部の構成＞
フィーダ部４は、本体ケーシング２内の底部に着脱可能に装着される供給トレイの一例としての給紙トレイ１１と、給紙トレイ１１の下部において用紙３の下方に設置され、給紙時に用紙３を持ち上げるため、前方が持ち上がるように揺動自在に設けられた圧板５１と、圧板５１の下方に設置され、圧板５１を下側から持ち上げるリフト板５２を備えている。リフト板５２は、その後端５３で、給紙トレイ１１に回動可能に支持されており、後述するように、装置本体からの駆動力により回動駆動力が与えられて後端５３周りに回動して圧板５１を持ち上げるようになっている。なお、本明細書において、「装置本体」とは、レーザプリンタ１から、給紙トレイ１１およびこの給紙トレイ１１に取り付けられた部品を除いた部分である。

また、給紙トレイ１１の前方の上方には給紙トレイ１１に積載された用紙３の最上位の一枚に上方から当接するピックアップローラ６１が配置され、その前方には分離ローラ６２が配置されている。分離ローラ６２は、給紙トレイ１１に取り付けられた分離パッド１２に対向して配置されている。分離ローラ６２のさらに前方には、紙粉取りローラ１３と対向ローラ１４が互いに対向して配置されている。用紙３は、この２つのローラの間を通った後、搬送経路１９に倣って後方へ方向を転換されるようになっている。
さらに、ピックアップローラ６１の上方には、レジストローラ１５が配置されている。

そして、このように構成されるフィーダ部４では、給紙トレイ１１内の用紙３が、リフト板５２および圧板５１によって持ち上げられてピックアップローラ６１によって最上位の用紙３が分離ローラ６２側に送られ、分離ローラ６２および分離パッド１２の摩擦によって最上位の用紙３のみが対向ローラ１４側に送り出されて一枚ずつ画像形成部５に搬送される。

＜画像形成部の構成＞
画像形成部５は、スキャナ部２０、プロセスカートリッジ３０、定着部４０などを備えている。

＜スキャナ部の構成＞
スキャナ部２０は、本体ケーシング２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）、回転駆動されるポリゴンミラー２１、レンズ２２，２３、反射鏡２４，２５などを備えている。レーザ発光部から発光される画像データに基づくレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー２１、レンズ２２、反射鏡２４、レンズ２３、反射鏡２５の順に通過あるいは反射して、プロセスカートリッジ３０の感光ドラム３２の表面上に高速走査にて照射される。

＜プロセスカートリッジの構成＞
プロセスカートリッジ３０は、スキャナ部２０の下方に配設され、本体ケーシング２に対して着脱自在に装着される構造となっている。このプロセスカートリッジ３０は、感光ドラム３２を支持した感光体カートリッジ３０Ａと、この感光体カートリッジ３０Ａに着脱自在に装着され、内部に現像剤としてのトナーを収容した現像剤カートリッジ３０Ｂとからなる。
感光体カートリッジ３０Ａは、外枠を構成する感光体ケース３１内に、感光ドラム３２、スコロトロン型帯電器３３および転写ローラ３４が主に設けられている。

現像剤カートリッジ３０Ｂは、感光体カートリッジ３０Ａに対して着脱自在に装着されており、現像剤を収容する現像剤ケース３５に、現像ローラ３６、供給ローラ３８およびアジテータ３９を備えている。このうち、現像ローラ３６、供給ローラ３８およびアジテータ３９は、現像剤ケース３５に回転可能に支持されている。そして現像剤ケース３５内のトナーＴは、供給ローラ３８の矢印方向（反時計方向）への回転により、現像ローラ３６に供給され、このとき、供給ローラ３８と現像ローラ３６との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ３６上に供給されたトナーＴは、現像ローラ３６の矢印方向（反時計方向）への回転に伴って、層厚規制のためのブレードＢと現像ローラ３６との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ３６上に担持される。

感光ドラム３２は、現像剤カートリッジ３０Ｂが装着される感光体ケース３１に、矢印方向（時計方向）へ回転可能に支持されている。この感光ドラム３２は、ドラム本体が接地されるとともに、その表面部分が正帯電性の感光層により形成されている。

スコロトロン型帯電器３３は、感光ドラム３２の上方に、感光ドラム３２に接触しないように、所定間隔を隔てて対向して配置されている。このスコロトロン型帯電器３３は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム３２の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。

転写ローラ３４は、感光ドラム３２の下方において、この感光ドラム３２に対向して接触するように配置され、感光体ケース３１に、矢印方向（反時計方向）へ回転可能に支持されている。この転写ローラ３４は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料が被覆されて構成されている。転写ローラ３４には、転写時に、定電流制御によって転写バイアスが印加される。

そして、感光ドラム３２の表面は、スコロトロン型帯電器３３により一様に正帯電された後、スキャナ部２０からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、画像データに基づく静電潜像が形成される。ここで、「静電潜像」とは、一様に正帯電されている感光ドラム３２の表面のうち、レーザビームによって露光されて電位が下がっている露光部分をいう。次いで、現像ローラ３６の回転により、現像ローラ３６上に担持されているトナーＴが、感光ドラム３２に対向して接触する時に、感光ドラム３２の表面上に形成される静電潜像に供給される。そして、トナーＴは、感光ドラム３２の表面上で選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像によりトナー像が形成される。

その後、感光ドラム３２と転写ローラ３４とは、用紙３を両者間で挟持して搬送するように回転駆動され、感光ドラム３２と転写ローラ３４との間を用紙３が搬送されることにより、感光ドラム３２の表面に担持されているトナー像が用紙３上に転写される。

＜定着部の構成＞
定着部４０は、プロセスカートリッジ３０の下流側に配設され、加熱ローラ４１と、この加熱ローラ４１に対向して配置され加熱ローラ４１との間で用紙３を挟持する加圧ローラ４２を備えている。そして、このように構成される定着部４０では、用紙３上に転写されたトナーＴを、用紙３が加熱ローラ４１と加圧ローラ４２との間を通過する間に熱定着させ、その後、その用紙３を、排紙パス４４に搬送するようにしている。排紙パス４４に送られた用紙３は、排紙ローラ４５によって排紙トレイ４６上に排紙される。

＜フィーダ部の詳細構成＞
次に、フィーダ部４の詳細構成について説明する。図２（ａ）は、ピックアップローラとこれを駆動するギア機構部分を左後側から見た斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＺ矢視図であり、図３（ａ）は、ピックアップローラとギヤ機構部分を右後側から見た斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＹ部の分解拡大図である。なお、図２および図３においては用紙３を省略している。

図２に示すようにピックアップローラ６１は、ホルダ６５に回転可能に支持され、伝達ギヤ機構部Ｇからの駆動力が分離ローラシャフト６２ｂを介して伝えられる。また、リフトアーム７１を介してピックアップローラ６１の上下の動作が伝達ギヤ機構部Ｇに伝えられるとともに、リフトアーム７１によりピックアップローラ６１が下方に付勢されている。

ピックアップローラ組立体６０は、分離ローラシャフト６２ｂの軸周りに揺動可能であり、給紙トレイ１１を装置本体に装着したときには、積層された用紙３の最上面から離間している。後述する動力伝達の構成により用紙３が圧板５１により持ち上げられると、ピックアップローラ６１は用紙３に押し上げられ、ピックアップローラ６１が所定の高さまで持ち上げられたときに、圧板５１の上昇動作が止まるようになっている。また、用紙３が数枚〜十数枚使用されてピックアップローラ６１の位置が下がると、再度圧板５１が上昇し、ピックアップローラ６１が所定の高さになるまで用紙３を持ち上げるようになっている。すなわち、ピックアップローラ６１は、用紙３の最上面の高さ位置のセンサとしての役割を果たしている。このような動作を、本実施形態の画像形成装置においては、機械的な構成により実現している。このような構成は公知のものであり、例えば特開２００６−１７６３２１号公報にも記載されている。

［分離ローラ駆動ギヤからピックアップローラへの動力伝達］
分離ローラシャフト６２ｂは、いくつかのギヤを介してピックアップローラ６１に連結されている。
分離ローラシャフト６２ｂの左端には、分離ローラ駆動ギヤ６２ｃが設けられている。分離ローラ駆動ギヤ６２ｃには、駆動源の一例としての駆動力入力ギヤ１１０から図示しない複数のアイドルギヤを介して動力が伝達されており、例えば特開２００６−１７６３２１号公報に開示されたような公知の構成により、給紙するタイミングにおいてのみ回転されるようになっている。
分離ローラシャフト６２ｂおよびピックアップローラ組立体６０は、装置本体に取り付けられている。

リフトアーム７１は、その略中央の支点７１ａにおいて装置本体に揺動可能に支持されている。リフトアーム７１の右端には、係合孔７１ｂが形成され、ホルダ６５の突部６５ａと係合している。また、リフトアーム７１の左端７１ｃは、伝達ギヤ機構部Ｇに係合している。リフトアーム７１の左端７１ｃよりも若干内側（支点７１ａ寄り）には、コイルスプリング７２の下端が係合している。コイルスプリング７２の上端は、図示しない装置本体に係合しており、コイルスプリング７２は常時リフトアーム７１の左端７１ｃを上側に引っ張り上げている。この付勢力によりリフトアーム７１の右端は、下方に付勢されており、ピックアップローラ６１が下方に付勢される。

［圧板への動力伝達］
次に、圧板への動力伝達について説明する。参照する図において、図４（ａ）、（ｂ）は、クラッチギヤの分解斜視図であり、図５は、圧板制御機構の斜視図であり、図６は、切換部材とストッパの分解斜視図であり、図７は、図５のＸ部拡大図である。
伝達ギヤ機構部Ｇは、図２および図３に示すように、駆動力入力ギヤ１１０、第１アイドルギヤ１１１、クラッチギヤ８０、圧板リフト機構９０(９１〜９４)およびスイッチングギヤ９６を備えている。

駆動力入力ギヤ１１０は、図示しないモータに連結され、モータの回転時は、常時回転するようになっている。駆動力入力ギヤ１１０は、第１アイドルギヤ１１１を介してクラッチギヤ８０の入力ギヤ８１に係合している。

クラッチギヤ８０は、入力ギヤ８１からの動力を圧板５１に伝えるかどうかを制御するギヤセットであり、図４（ａ），（ｂ）に示すように、入力ギヤ８１、出力ギヤ８２およびトリガ部材８３を備えた、いわゆる遊星歯車機構からなる。

入力ギヤ８１は、遊星歯車機構のいわゆるサンギヤ８１ａを中央部に有し、外周に第１アイドルギヤ１１１が歯合する外歯８１ｂを有している。

出力ギヤ８２は、遊星歯車機構のいわゆるリングギヤ８２ａをトリガ部材８３に対面する面に有し、反対側の面に出力ギヤ歯８２ｂを有する。また、外周には、出力ギヤ歯８２ｂより大径で、出力ギヤ歯８２ｂより細かく数が多いストッパギヤ歯８２ｃを有している。ストッパギヤ歯８２ｃは、いわゆる歯車として機能するものではなく、後述するストッパ１３０と係合して出力ギヤ８２の回転を規制するための歯である。

トリガ部材８３は、遊星歯車機構のいわゆるキャリアに相当するものであり、遊星ギヤ８３ａを２つ保持している。トリガ部材８３の外周には、トリガ歯８３ｂが形成されている。トリガ歯８３ｂは、いわゆる歯車として機能するものではなく、後述するように、切換部材１２０が係合することで入力ギヤ８１から出力ギヤ８２への動力伝達を可能（ＯＮ）にし、切換部材１２０が離脱することで入力ギヤ８１から出力ギヤ８２への動力伝達を不可能（ＯＦＦ）にするための歯である。

圧板リフト機構９０は、図２および図３に示すように、第１減速ギヤ９１、第２アイドルギヤ９２、第２減速ギヤ９３およびリフトギヤ９４を有している。

第１減速ギヤ９１は、大径のギヤ９１ａが出力ギヤ８２の出力ギヤ歯８２ｂと歯合し、小径のギヤ９１ｂが第２アイドルギヤ９２に歯合して出力ギヤ８２の回転を第２アイドルギヤ９２に伝達している。

第２アイドルギヤ９２は、第１減速ギヤ９１の小径のギヤ９１ｂに歯合するとともに第２減速ギヤ９３の大径のギヤ９３ａに歯合して第１減速ギヤ９１の回転を第２減速ギヤ９３に伝達している。

第２減速ギヤ９３は、大径のギヤ９３ａが第２アイドルギヤ９２に歯合し、小径のギヤ９３ｂがリフトギヤ９４に歯合して第２アイドルギヤ９２の回転をリフトギヤ９４に伝達している。

リフトギヤ９４は、図２（ｂ）に示すように、扇形に形成されたギヤであり、前記したリフト板５２が下端に固定されている。リフトギヤ９４の回動中心は、リフト板５２の後端５３と一致しており、リフト板５２の回動中心となる。

以上のような圧板リフト機構９０の構成により、出力ギヤ８２の回転は、第１減速ギヤ９１、第２アイドルギヤ９２、第２減速ギヤ９３およびリフトギヤ９４の順に伝わって、リフト板５２を回動させる。リフト板５２が回動して起きると、リフト板５２が圧板５１を下から持ち上げて、圧板５１が上方に移動（回動）する。

［圧板の上昇および停止の切換の構成］
次に、圧板５１を上下に移動させ、圧板５１が用紙３を介してピックアップローラ６１を上方の給紙位置まで押し上げたときに圧板５１の上昇動作を停止させる圧板制御機構について説明する。参照する図において、図８は、圧板の上昇時の圧板制御機構の状態を説明する図であり、図９は、圧板が上昇時から停止時に切り替わる途中の圧板制御機構の状態を説明する図であり、図１０は、圧板が上昇して停止した時の圧板制御機構の状態を説明する図である。

図３（ａ）に示すように、リフトアーム７１の左端７１ｃの上下には、第１フック７３および第２フック７４が配置されている。第１フック７３および第２フック７４は、それぞれ図３（ｂ）に示すような形状をしており、第１フック７３は前側アーム７３ａと後側アーム７３ｂを有し、第２フック７４は、前側アーム７４ａと後側アーム７４ｂを有する。第１フック７３と第２フック７４は、装置本体に支持されることで同じ軸を中心に揺動可能である。両者の前側アーム７３ａ，７４ａは、互いにコイルスプリング７５により引き寄せられており、これにより、一方のフックが揺動すると、他方のフックもコイルスプリング７５に引かれて揺動するようになっている。

また、図５に示すように、両者の後側アーム７３ｂ，７４ｂは、その先端がともにスイッチングギヤ９６の第１カム部９６ｂに対面しており、第１フック７３および第２フック７４の向きによって、後側アーム７３ｂ，７４ｂの先端が第１カム部９６ｂの段差部９６ｄ、突部９６ｅに係合したり離脱したりするようになっている。

スイッチングギヤ９６は、最外周に一部歯が無い欠歯部９６ｊ（図８参照）を有する外周ギヤ９６ａを有するとともに、内側（右側）に第１カム部９６ｂを有し、さらに内側に第２カム部９６ｃを有する。外周ギヤ９６ａは、後述するクラッチギヤ８０の入力ギヤ８１の外歯８１ｂと歯合可能であり、外周ギヤ９６ａの歯がある部分と外歯８１ｂとが対面すると、入力ギヤ８１の回転がスイッチングギヤ９６に伝わるようになっている。

第１カム部９６ｂは、滑らかな円柱状の外周面に段差部９６ｄと、突部９６ｅ（図８〜１０参照）と、凹部９６ｆを有している。
段差部９６ｄは、図８に示すように第２フック７４の後側アーム７４ｂの先端は係合できるが、第１フック７３の後側アーム７３ｂの先端は係合できないようにスイッチングギヤ９６の軸方向において、後側アーム７４ｂが配置された範囲のみに設けられている。
また、突部９６ｅは、第１フック７３の後側アーム７３ｂが係合でき、第２フック７４の後側アーム７４ｂが係合できないように、スイッチングギヤ９６の軸方向において、後側アーム７３ｂが配置された範囲のみに設けられている。

第２カム部９６ｃは、全体として卵形のプロファイルを有するとともに、一部に平面部９６ｇを有している。
第２カム部９６ｃには、トーションスプリング９７の一方のアーム９７ａが常時当接しており、図８に示すように、アーム９７ａが第２カム部９６ｃの卵形の先端部９６ｈに当接しているときには、アーム９７ａが第２カム部９６ｃの平面部９６ｇに当たろうとする方向、つまり、図８における時計回りにスイッチングギヤ９６を回転させる力を発生させるようになっている。

図５および図６に示すように、クラッチギヤ８０の出力ギヤ８２の下方には、切換部材１２０が配置されている。切換部材１２０は、軸部１２１周りに揺動可能に支持された部材であって、２つのアームを有する。前側アーム１２２は、その先端がスイッチングギヤ９６の第１カム部９６ｂのカム面に対面しており、後側アーム１２３は、その先端がトリガ部材８３の外周、つまりトリガ歯８３ｂに対面している。図６に示すように、後側アーム１２３の右側面には、ストッパ１３０に向けて突出したバネ係止部１２４が設けられ、軸部１２１における後側アーム１２３が延出する部分のさらに後側には、バネ係止部１２５が設けられている。

バネ係止部１２４には、ストッパ１３０と切換部材１２０とを引き寄せ合うバネ部材の一例としてのスプリング１４１の一端が係合されている。バネ係止部１２４の後側の面は、ストッパ１３０と当接してスプリング１４１の力を受ける当接面１２４ａとなっている。ここでは、スプリング１４１としてコイルスプリングを例示しているが、コイルスプリングに限らず、トーションスプリングを用いることもできる。
バネ係止部１２５には、スプリング１４２の一端が係合され、常時スプリング１４２に引かれることで、図５、図６の向きで見て、切換部材１２０が時計回りに付勢されるようになっている。

切換部材１２０の右側には、切換部材１２０と同軸で揺動可能なストッパ１３０が設けられている。ストッパ１３０は、軸部１３１、前側アーム１３２、後側アーム１３３およびバネ係止部１３４を有する。
軸部１３１は、切換部材１２０の軸部１２１の外側に嵌合し、ストッパ１３０を切換部材１２０と同軸で揺動できるように軸支している。
前側アーム１３２は、図６において軸部１３１から略上方に延びている。前側アーム１３２の前面１３２ａは、切換部材１２０の当接面１２４ａと当接できる位置に配置されている。
後側アーム１３３は、図５および図６に示すように、軸部１３１から後方に延び、その先端に係合部の一例としてのフック１３３ａを有し、フック１３３ａの先端が出力ギヤ８２のストッパギヤ歯８２ｃに対面している。
バネ係止部１３４には、スプリング１４１の他端が係合され、常時スプリング１４１により引かれることでストッパ１３０は図５、図６における反時計回りに付勢されている。この付勢力により、切換部材１２０の当接面１２４ａと前側アーム１３２の前面１３２ａが当接しているときには、切換部材１２０とストッパ１３０とが一体となり、両者が同時に揺動する。

図７に拡大して示すように、出力ギヤ８２のストッパギヤ歯８２ｃは、回転方向前方（ここでは、駆動力入力ギヤ１１０の駆動力による回転方向であり、図７では時計回りである）の面が、回転方向前方に行くに従い内径側に向かう斜面（第１斜面）８２ｄとなっている。そして、回転方向後側の面も、回転方向前方に行くに従い内径側に向かう斜面８２ｅとなっている。
一方、ストッパ１３０の後側アーム１３３の先端のフック１３３ａは、出力ギヤ８２の回転方向後方の面が出力ギヤ８２に近づくに従い出力ギヤ８２の回転方向前方に向かう斜面（第２斜面）１３３ｂとなっている。そして、フック１３３ａの、出力ギヤ８２の回転方向前方の面も、出力ギヤ８２に近づくに従い出力ギヤ８２の回転方向前方に向かう斜面１３３ｃとなっている。

このため、出力ギヤ８２が駆動力入力ギヤ１１０の駆動力により回転している状態でストッパギヤ歯８２ｃとフック１３３ａが係合しようとしたときには、斜面８２ｄと斜面１３３ｂとが摺接して後側アーム１３３を出力ギヤ８２から離れるように移動させるようになっている。つまり、後側アーム１３３に過度な負担が掛からないようになっている。
一方、駆動力入力ギヤ１１０の駆動力が出力ギヤ８２に伝達されず、用紙３や圧板５１の自重により出力ギヤ８２が逆回転（図７において反時計回りである）しようとするときには、ストッパギヤ歯８２ｃとフック１３３ａが多少でも引っ掛かっていれば、斜面８２ｅと斜面１３３ｃとが噛み合おうとするので、ストッパギヤ歯８２ｃとフック１３３ａの係合が維持され、圧板５１が下降するのが防止されるようになっている。

以上のような構成のレーザプリンタ１の動作について本発明の特徴部分を中心に説明する。
給紙トレイ１１を装置本体にセットしたときなど、圧板５１が最下部に位置しているとき、レーザプリンタ１の制御部は、駆動力入力ギヤ１１０を回転させる。
このとき、用紙３の最上位の位置が、給紙位置まで上がっていないことから、ピックアップローラ６１は下方に揺動しており、リフトアーム７１は、図３において右端が下方に下がり、左端７１ｃが上方に上がっている。

そのため、リフトアーム７１の左端７１ｃは、第１フック７３の前側アーム７３ａを上方に押し上げており、図８に示すように、第２フック７４も時計回りに回動して後側アーム７４ｂと段差部９６ｄとが係合した姿勢でスイッチングギヤ９６が停止する。なお、このとき入力ギヤ８１の外歯８１ｂはスイッチングギヤ９６の外周ギヤ９６ａのうち、欠歯部９６ｊに対面するため、入力ギヤ８１の回転は、スイッチングギヤ９６には伝わらない。
そして、切換部材１２０の前側アーム１２２は、スイッチングギヤ９６の凹部９６ｆに対面するため、スプリング１４２の付勢力により切換部材１２０とストッパ１３０が図８の時計回りに回動し、切換部材１２０の後側アーム１２３がトリガ部材８３のトリガ歯８３ｂに係合する。

後側アーム１２３がトリガ部材８３に係合してトリガ部材８３の回転が拘束されると、駆動力入力ギヤ１１０から第１アイドルギヤ１１１を介してクラッチギヤ８０の入力ギヤ８１に入力された駆動力は、減速された上で出力ギヤ８２に回転が伝えられる。このときの出力ギヤ８２の回転方向は、図３の矢印に示すように、入力ギヤ８１とは逆の回転となる。
出力ギヤ８２の回転は、第１減速ギヤ９１、第２アイドルギヤ９２、第２減速ギヤ９３およびリフトギヤ９４の順に伝わって、リフト板５２を回動させる。このリフト板５２の回動により、圧板５１が上昇する。

圧板５１が上昇すると、用紙３が上昇してピックアップローラ６１を持ち上げる。ピックアップローラ６１の上昇に伴い、リフトアーム７１は、右端が上がり、左端７１ｃが下がっていく。
リフトアーム７１の左端７１ｃの下降により、左端７１ｃは、第２フック７４の前側アーム７４ａを押し下げ、第１フック７３および第２フック７４が図８における反時計回りに揺動する。第２フック７４の後側アーム７４ｂが反時計回りに揺動して段差部９６ｄから外れると、トーションスプリング９７のアーム９７ａが第２カム部９６ｃの先端部９６ｈを押すことによりスイッチングギヤ９６が図８の時計回りに回転する。これにより、スイッチングギヤ９６の外周ギヤ９６ａと入力ギヤ８１が歯合して入力ギヤ８１の回転がスイッチングギヤ９６に伝わる。
図９に示すように、スイッチングギヤ９６が時計回りに回転すると、凹部９６ｆの斜面が切換部材１２０の前側アーム１２２を押し、切換部材１２０を図９の反時計回りに揺動させる。このとき、スプリング１４１によりストッパ１３０は、切換部材１２０に押し付けられているので切換部材１２０とストッパ１３０は一体になって同時に揺動する。

これにより、切換部材１２０の後側アーム１２３の先端は、トリガ部材８３のトリガ歯８３ｂから徐々に離脱するとともに、ストッパ１３０の後側アーム１３３のフック１３３ａが徐々にストッパギヤ歯８２ｃに係合していく。本実施形態では、フック１３３ａのストッパギヤ歯８２ｃへの係合が、後側アーム１２３の先端のトリガ歯８３ｂからの離脱に僅かに先行する。そして、さらに切換部材１２０とストッパ１３０が図９の反時計回りに揺動することで、図１０に示すように、切換部材１２０の後側アーム１２３の先端は完全にトリガ歯８３ｂから離脱し、ストッパ１３０のフック１３３ａは、ストッパギヤ歯８２ｃに完全に係合する。このとき、スプリング１４１が伸びるように変形することで、切換部材１２０はストッパ１３０から独立して揺動し、後側アーム１２３の先端は十分な距離を持ってトリガ歯８３ｂから離れることができる。そして、第１フック７３の後側アーム７３ｂの先端がスイッチングギヤ９６の第１カム部９６ｂの突部９６ｅに係合することでスイッチングギヤ９６は停止し、クラッチギヤ８０の入力ギヤ８１の外歯８１ｂがスイッチングギヤ９６の外周ギヤ９６ａの欠歯部９６ｊに対面するので、入力ギヤ８１の回転はスイッチングギヤ９６に伝わらなくなる。

後側アーム１２３の先端がトリガ歯８３ｂから離脱することで、入力ギヤ８１の回転は出力ギヤ８２に伝達されなくなり、圧板５１の上昇は停止する。入力ギヤ８１の回転が出力ギヤ８２に伝達されなくなることで、今度は、用紙３および圧板５１の自重により、出力ギヤ８２は逆方向（図１０で反時計回り）に回転しようとする。しかし、このときすでにストッパ１３０のフック１３３ａは、ストッパギヤ歯８２ｃに係合しているので、出力ギヤ８２は回転しない。すなわち、用紙３および圧板５１が下降しようとする力は、ストッパ１３０のフック１３３ａとストッパギヤ歯８２ｃの係合により受け止められ、用紙３および圧板５１は下降しない。なお、駆動力入力ギヤ１１０の回転は、制御部により適宜なタイミングで停止される。

そして、圧板５１が停止した後、用紙３が消費されてピックアップローラ６１が下降していくと、前記した圧板５１が最下部に位置しているときと同様にして、再度入力ギヤ８１の回転が出力ギヤ８２に伝達されて、圧板５１が上昇する。

このようにして、本実施形態のレーザプリンタ１によれば、いわゆるワンウェイクラッチを用いることなく、用紙３および圧板５１の下降を防止することができる。そして、本実施形態の機構は、かさ歯車やウォーム歯車を用いておらず、すべて平歯車を用いた機構からなるので、動力の伝達効率が高く、駆動源の動力を小さくすることができ、装置の小型化に寄与することができる。

また、出力ギヤ８２の回転をストッパ１３０により止めることで圧板５１の下降を止めており、動力伝達に関して出力ギヤ８２の後段に減速ギヤ（第１減速ギヤ９１および第２減速ギヤ９３）を設けているので、ストッパギヤ歯８２ｃとフック１３３ａの遊びによる圧板５１の下降量は、各減速ギヤにより小さくされる結果、ごく僅かとなる。また、出力ギヤ８２から動力を取り出す出力ギヤ歯８２ｂとは別個に、これより大径で歯数が多いストッパギヤ歯８２ｃを設け、フック１３３ａを出力ギヤ歯８２ｂではなくストッパギヤ歯８２ｃに係合させるようにしたため、ストッパギヤ歯８２ｃとフック１３３ａの遊びによる圧板５１の下降量は僅かになった。図示した実施形態の例によれば、この下降量は最大０．２ｍｍ程度となった。一方で、出力ギヤ歯８２ｂのモジュールは大きくできるので、大きな伝達力に耐えることができる。

さらに、出力ギヤ８２が駆動力入力ギヤ１１０の駆動力により回転している状態でストッパギヤ歯８２ｃとフック１３３ａが係合しようとしたときには、斜面８２ｄと斜面１３３ｂとが摺接して後側アーム１３３を出力ギヤ８２から離れるように移動させるようになっているので後側アーム１３３に過度な負担が掛かることがない。また、ストッパギヤ歯８２ｃとフック１３３ａが係合した後、駆動力入力ギヤ１１０の駆動力が出力ギヤ８２に伝達されなくなったときは、斜面８２ｅと斜面１３３ｃとが噛み合おうとするので、ストッパギヤ歯８２ｃとフック１３３ａの係合が維持され、圧板５１が下降するのが確実に防止される。

以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態には限定されず適宜変更して実施することが可能である。
例えば、前記実施形態においては、大きな減速比をとりつつ入力ギヤと出力ギヤの回転方向を逆にしてギヤの数を少なくするため、遊星歯車機構のサンギヤを入力ギヤ、リングギヤを出力ギヤ、キャリアをトリガ部材として用いたが、このような組み合わせには限られない。例えば、他の例としては、サンギヤを入力ギヤ、キャリアを出力ギヤ、リングギヤをトリガ部材として用いることもできるし、さらに別の組み合わせで用いることもできる。

前記実施形態ではシート材として紙の場合について説明したが、ＯＨＰシートなどでも全く同様に適用することができる。

また、前記実施形態で示した圧板リフト機構や圧板制御機構は、一例であり、これらの動力伝達機構は他の構造であっても構わない。

前記実施形態では、切換部材１２０がトリガ部材８３から離脱するより先にストッパ１３０が出力ギヤ８２に係合する例を示したが、切換部材１２０がトリガ部材８３から離脱するのと同時にストッパ１３０が出力ギヤ８２に係合するようにしてもよい。

また、前記実施形態においては、画像形成装置の一例としてレーザプリンタを例示したが、デジタル複合機や、コピー機に本発明を適用することも可能である。

本発明の実施形態に係るレーザプリンタの要部側断面図である。 （ａ）は、ピックアップローラとこれを駆動するギア機構部分を左後側から見た斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＺ矢視図である。 （ａ）は、ピックアップローラとギヤ機構部分を右後側から見た斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＹ部の分解拡大図である。 （ａ）、（ｂ）は、クラッチギヤの分解斜視図である。 圧板制御機構の斜視図である。 切換部材とストッパの分解斜視図である。 図５のＸ部拡大図である。 圧板の上昇時の圧板制御機構の状態を説明する図である。 圧板が上昇時から停止時に切り替わる途中の圧板制御機構の状態を説明する図である。 圧板が上昇して停止した時の圧板制御機構の状態を説明する図である。

符号の説明

１ レーザプリンタ
３ 用紙
４ フィーダ部
５ 画像形成部
１１ 給紙トレイ
２０ スキャナ部
３０ プロセスカートリッジ
４０ 定着部
５１ 圧板
５２ リフト板
６０ ピックアップローラ組立体
６１ ピックアップローラ
７１ リフトアーム
７３ 第１フック
７４ 第２フック
７５ コイルスプリング
８０ クラッチギヤ
８１ 入力ギヤ
８１ａ サンギヤ
８１ｂ 外歯
８２ 出力ギヤ
８２ａ リングギヤ
８２ｂ 出力ギヤ歯
８２ｃ ストッパギヤ歯
８２ｄ 斜面
８２ｅ 斜面
８３ トリガ部材
８３ａ 遊星ギヤ
８３ｂ トリガ歯
９０ 圧板リフト機構
９１ 第１減速ギヤ
９２ 第２アイドルギヤ
９３ 第２減速ギヤ
９４ リフトギヤ
９６ スイッチングギヤ
１１０ 駆動力入力ギヤ
１１１ 第１アイドルギヤ
１２０ 切換部材
１３０ ストッパ
１３３ａ フック
１３３ｂ 斜面
１３３ｃ 斜面
Ｇ 伝達ギヤ機構部

Claims (4)

1. 装置本体と、
   前記装置本体に着脱可能に装着され、シート材が積載される供給トレイと、
   前記供給トレイに積載されたシート材の最上位の一枚に上方から当接するピックアップローラと、
   前記供給トレイに積載されるシート材の下方に設置され、給紙時に前記シート材を持ち上げる圧板と、
   サンギヤ、キャリア、プラネタリギヤおよびリングギヤを有し、サンギヤ、キャリアおよびリングギヤのうちの１つが入力ギヤ、１つが出力ギヤ、１つが動力伝達のトリガ部材となる遊星歯車機構と、
   前記入力ギヤに係合して動力を与える駆動源と、
   前記出力ギヤと係合して、前記出力ギヤの回転を、前記圧板を持ち上げる動力に変換する圧板リフト機構と、
   ＯＮ側とＯＦＦ側に揺動可能に支持された部材からなり、前記トリガ部材に係合して前記入力ギヤから前記出力ギヤへの動力伝達をＯＮとし、前記トリガ部材から離脱してＯＦＦとする切換部材と、
   前記ピックアップローラの上下動に応じて動作し、前記圧板が前記シート材を介して前記ピックアップローラを最上位の位置まで押し上げたときに前記切換部材をＯＦＦ側に揺動させ、前記シート材が消費されて前記ピックアップローラが所定の下方位置まで下がったときに前記切換部材をＯＮ側に揺動させる圧板制御機構と、
   前記切換部材と同時に揺動可能とされ、前記切換部材のＯＮ側への揺動動作に伴い前記出力ギヤから離脱して出力ギヤの回転を許容し、前記切換部材のＯＦＦ側への揺動動作に伴い前記出力ギヤに係合して前記出力ギヤの回転を止めるストッパと、
   前記ストッパを前記切換部材に向けて付勢して当接させることで前記切換部材と前記ストッパの同時の揺動を可能にするとともに、前記切換部材のＯＦＦ側への揺動動作に伴い変形して前記切換部材を前記ストッパとは別に揺動可能とするバネ部材とを備え、
   前記切換部材がＯＦＦ側に揺動するときに、前記切換部材が前記トリガ部材から離脱するのと同時または離脱するより先に前記ストッパが前記出力ギヤに係合するように構成されたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記出力ギヤは、前記圧板リフト機構と係合する出力ギヤ歯と、前記ストッパと係合するストッパギヤ歯とを別個に有し、前記ストッパギヤ歯の歯数は、前記出力ギヤ歯の歯数よりも多いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ストッパギヤ歯は、前記出力ギヤの回転方向前方に行くに従い内径側に向かう第１斜面を有し、前記ストッパの前記ストッパギヤ歯に係合する係合部は、前記出力ギヤに近づくに従い前記出力ギヤの回転方向前方に向かう第２斜面を有し、
   前記ストッパと前記出力ギヤが係合した状態で、前記駆動源の駆動力が前記出力ギヤを回転させた場合に、前記第１斜面と前記第２斜面の摺接により前記ストッパを前記出力ギヤから離れるように移動可能としたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記出力ギヤは前記リングギヤであり、前記トリガ部材は前記キャリアであり、前記入力ギヤは前記サンギヤであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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