JP4793336B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
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、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。
さらに、給紙ローラ61の上方には、レジストローラ15が配置されている。
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20は、露光装置の一例であり、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。
定着部40は、定着手段の一例であり、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。
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、給紙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、給紙ローラ組立体の平面図、(b)は、(a)のB−B断面図、(c)は、波ワッシャの斜視図であり、図4(a)は、給紙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においては用紙3を省略している。
図3(b)に示すように、給紙ローラ61および分離ローラ62は、給紙ローラ組立体60として一つの部品に組み上げられている。給紙ローラ組立体60は、給紙ローラ61を上下動可能に支持するローラ支持機構の一例であり、ホルダ65、給紙ローラ61、分離ローラ62およびアイドルギヤ63を備えて構成されている。
給紙ローラ61は、分離ローラシャフト62bから離れた位置でホルダ65に回転可能に支持されている。また、分離ローラ62もホルダ65に回転可能に軸支されている。逆の見方をすれば、ホルダ65は、分離ローラギヤ62aおよび分離ローラ62に揺動可能に支持されている。そして、給紙ローラ61は、揺動軸から離れた位置でホルダ65に支持されている。
また、アイドルギヤ63も、ホルダ65に形成された支軸63aに回転可能に支持されている。給紙ローラ61には、給紙ローラギヤ61aが、給紙ローラ61と同軸かつ一体に構成されている。分離ローラ62にも、分離ローラギヤ62aが分離ローラ62と同軸かつ一体に構成されている。そして、給紙ローラギヤ61aと分離ローラギヤ62aは、それぞれアイドルギヤ63と噛合している。また、ホルダ65には、後方に突部65aが形成されている。
この波ワッシャ64が発生する摩擦力により、後に詳述するように分離ローラシャフト62bの回転時にその回転方向にホルダ65が回転し、この回転力が給紙ローラ61を下方、すなわち給紙位置にある用紙3へ向けて所定の押圧力で押し付ける力を発生する。すなわち、波ワッシャ64は、加圧手段の一例でもある。
分離ローラシャフト62bは、ホルダ65を貫通して分離ローラギヤ62aに係合しており、分離ローラシャフト62bの回転は、分離ローラ62に伝えられるとともに、分離ローラギヤ62a、アイドルギヤ63および給紙ローラギヤ61aの順に伝わって給紙ローラ61を回転させる。
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、駆動力を発生する図示しない入力ギヤから、クラッチギヤ80および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、例えば特許文献1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および給紙ローラ組立体60は、装置本体に取り付けられている。
伝達ギヤ機構部DGは、クラッチギヤ80、ウォームギヤ91、第1ベベルギヤ92、第2ベベルギヤ93、第2アイドルギヤ94、減速ギヤ95およびスイッチングギヤ96を備えている(図4も参照)。
クラッチギヤ80は、入力ギヤからの動力を圧板51に伝えるかどうかを制御するギヤセットであり、内部の詳細は図示しないが遊星ギヤ機構からなる。クラッチギヤ80は、リングギヤ81、キャリア82およびサンギヤ83が外側に露出しており、各ギヤは、遊星ギヤ機構を構成するギヤの他に、外周にも歯を有している。前記した入力ギヤは、リングギヤ81の外歯(歯形状省略)に噛合している。クラッチギヤ80は、公知の遊星ギヤ機構のようにサンギヤ83を自由にした状態ではリングギヤ81の回転がサンギヤ83の空転となってキャリア82に動力を伝えず、サンギヤ83を固定すると、リングギヤ81の回転がキャリア82に伝わる。そのため、後述するように、サンギヤ83を固定、または自由にすることで、圧板51を上昇または停止させることができる。
ウォームギヤ91の回転は、第1ベベルギヤ92(歯形状省略)、第2ベベルギヤ93(はす歯形状省略)、第2アイドルギヤ94、減速ギヤ95の順に、図2に示した太い矢印の回転方向に伝えられる。
減速ギヤ95は、リフトギヤ54と噛合しているので、入力ギヤの回転は、図2(b)に示すように、リフト板52を起こすように働く。
次に、圧板51を上下に移動させ、用紙3が給紙ローラ61を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。
また、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のストッパ部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の先端がストッパ部96bの突部96dに係合したり離脱したりするようになっている。
ストッパ部96bは、滑らかな円柱状の外周面に突部96dを有している。
カム部96cは、滑らかな円柱状の外周面に凹部96eを有している。
スイッチングギヤ96は、外周ギヤ96aがクラッチギヤ80のリングギヤ81の外側に噛合しているとともに、回転中心からずれた位置で、コイルスプリング76に常時引き上げられている。
図5に示すように、通常時、つまり、圧板51が停止しているときには、リフトアーム71の左端71cが下がっており、これにより第2フック74の前側アーム74aが下がり、コイルスプリング75に引かれて第1フック73の前側アーム73aも下がる。そのため、第2フック74の後側アーム74bは、ストッパ部96bの突部96dから離脱し、第1フック73の後側アーム73bが突部96dに係合する。この姿勢において、第3フック77の上側アーム77aは、カム部96cの凹部96eからは外れているので、第3フック77が時計回りに回った姿勢となっており、下側アーム77cは、クラッチギヤ80のサンギヤ83からは離脱している。すなわち、サンギヤ83が自由になっているので、入力ギヤからリングギヤ81に伝わった動力は、キャリア82から動力として出力されず、サンギヤ83が空回りすることになる。
リフト板52の回動により圧板51が持ち上がり、用紙3が上昇すると、給紙ローラ61も上昇し、所定の高さになったところで、前記したようにリフトアーム71が揺動することで再度圧板51の上昇が止まるのである。
この状態において、給紙ローラ61は、コイルスプリング72の引っ張り力がリフトアーム71およびホルダ65を介して伝わってきて、極めて小さな力で下方へ付勢されている。この付勢力(図6に示すF1)は、給紙ローラ61を下方へ移動させるための最小限の力であり、給紙の際に用紙3を一枚引き出すために給紙ローラ61と用紙3の間に十分な摩擦力を発生させるものではない。付勢力F1は、給紙ローラ61を下方へ移動させることで、用紙3の上昇を最も低い位置から検知するための付勢力である。
そのため、入力ギヤの回転は、リングギヤ81、キャリア82、ウォームギヤ91、第1ベベルギヤ92、第2ベベルギヤ93、第2アイドルギヤ94、減速ギヤ95、リフトギヤ54の順に伝わってリフト板52が後端53を中心に回動し、圧板51がリフト板52の前端により押し上げられる。
この時、アイドルギヤ63には、ホルダ65との間に波ワッシャ64が設けられており、回転するのにホルダ65との間に摩擦力が発生する。この摩擦力は、すなわちアイドルギヤ63を止めようとする力であり、この止めようとする力で、ホルダ65全体が摩擦力に応じた力F2で下方に向けて動こうとする。この力F2により、給紙ローラ61に下向きの押圧力が発生する。本実施形態においては、この押圧力が、用紙3を一枚ずつ送るのに十分な力であって、前記した付勢力F1より大きい力に設定されている。そこで、給紙ローラ61が回転するときに、同時に給紙ローラ61が用紙3へ押し付けられ、給紙ローラ61が用紙3を一枚ずつ分離ローラ62に送る。
分離ローラ62は、用紙3を確実に一枚ずつに捌き、搬送経路19へ送り、用紙3は、プロセスカートリッジ30および定着部40を通過して画像が形成され、排紙トレイ46に送られる。
数枚〜十数枚の、所定の枚数の用紙3が消費されると、図7(a)に示すように用紙3の最上位の位置が低くなり、これに応じて下方に付勢されている給紙ローラ61の位置も下がる。給紙ローラ61が所定の位置まで下がると、前記した圧板制御機構の動作により再度入力ギヤの回転がリフト板52を回動させ、圧板51を上昇させる。そして、用紙3が給紙ローラ61を押し上げ、図7(b)に示すように、給紙ローラ61が給紙位置まで来ると、前記したように圧板51の上昇は止まる。そして、この上昇の際にも、給紙ローラ61の回転は無いので、用紙3には、微小な付勢力F1のみが掛かり、リフト板52の撓みは僅かしか発生しない。
例えば、前記実施形態においては、アイドルギヤ63とホルダ65の間に波ワッシャ64を設けていたが、給紙ローラ61とホルダ65の間、給紙ローラギヤ61aとホルダ65の間、分離ローラ62とホルダ65の間、または、分離ローラギヤ62aとホルダ65の間などに波ワッシャ64を設けてもよい。また、波ワッシャ64の代わりに、ゴム状のワッシャや、粘性の高いオイルなど、その他の摩擦部材を用いても構わない。
3 用紙
4 フィーダ部
5 画像形成部
11 給紙トレイ
12 分離パッド
13 紙粉取りローラ
14 対向ローラ
15 レジストローラ
19 搬送経路
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 給紙ローラ組立体
61 給紙ローラ
61a 給紙ローラギヤ
62 分離ローラ
62a 分離ローラギヤ
62b 分離ローラシャフト
62c 分離ローラ駆動ギヤ
63 アイドルギヤ
64 波ワッシャ
65 ホルダ
71 リフトアーム
72 コイルスプリング
73 第1フック
74 第2フック
77 第3フック
80 クラッチギヤ
81 リングギヤ
82 キャリア
83 サンギヤ
91 ウォームギヤ
92 第1ベベルギヤ
93 第2ベベルギヤ
94 第2アイドルギヤ
95 減速ギヤ
96 スイッチングギヤ
DG 伝達ギヤ機構部
Claims (7)
- 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給紙トレイと、
前記給紙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給紙ローラと、
前記給紙ローラを上下動可能に支持するローラ支持機構と、
前記給紙ローラを下向きに付勢する付勢手段と、
前記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、
前記圧板を上下に移動させ、前記シート材が前記給紙ローラを給紙位置まで押し上げたときに前記圧板の上昇動作を停止させる圧板制御機構と、
前記付勢手段とは別個に設けられ、前記給紙ローラが前記給紙位置にあって前記シート材を給紙する際に所定の押圧力で前記給紙ローラを前記シート材に向けて押し付ける加圧手段と、を備え、
前記給紙位置において前記付勢手段により前記給紙ローラを前記シート材に押し付ける力は、前記加圧手段により前記給紙ローラを前記シート材に押し付ける力よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。 - 前記加圧手段は、前記ローラ支持機構に構成され、当該ローラ支持機構は、
揺動可能に支持され、前記給紙ローラを揺動軸から離れた位置で回転可能に支持したホルダと、
前記給紙ローラへ回転力を伝達する伝達機構と、
前記伝達機構または前記給紙ローラと前記ホルダとの摩擦力を高める摩擦手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記ホルダには、前記給紙ローラと係合して前記給紙ローラに回転力を伝達するアイドルギヤが前記伝達機構の一部として設けられ、
前記摩擦手段は、前記アイドルギヤを軸方向に付勢させて前記アイドルギヤと前記ホルダとの間に摩擦力を発生させる摩擦部材であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記摩擦手段は、前記給紙ローラを軸方向に付勢させて前記給紙ローラと前記ホルダとの間に摩擦力を発生させる摩擦部材であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記摩擦部材は、波ワッシャであることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記給紙ローラは、前記ホルダにフリクションベアリングを介して支持されていることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記圧板制御機構は、前記圧板の下方に設置され、一辺側を中心に回動可能に支持されたリフト板と、前記リフト板を回動させることで前記圧板を上方に押し上げる回動駆動機構とを含むことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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