JP4793336B2 - 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。そのため、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。

そこで、特許文献１においては、上下に揺動し、下方に付勢されてシート材へ向けて押圧される給紙ローラと、給紙カセットの圧板を上昇させるとともに最上位のシート材が給紙ローラに当たったときに圧板の移動を停止させる機構を開示している。このような構成を採用することで、シート材が消費されても給紙ローラの下方への付勢力により給紙ローラがシート材に押圧される。そして、機械的に給紙動作と給紙ローラの押圧力の調整を行うことができ、高価なセンサを用いる必要がない。

特開２００６−１７６３２１号公報

しかしながら、上記構成においても、給紙のためにシート材との間に摩擦力を発生させるためには、給紙ローラはばねによって下向きに付勢する必要があり、圧板の上昇はそのばねの力に抗するように行わなくてはならない。その場合、圧板の駆動機構にばねの力に応じた負荷が掛かり、その分、駆動機構の強度を高める必要がある。また、積載されたシート材を持ち上げ、さらに給紙ローラを持ち上げるときには、駆動機構が撓み、この撓みの回復力により予定していたより給紙ローラとシート材の押圧力が高まるという問題がある。そして、このような押圧力の上昇は、シート材が複数搬送される重送や、まったく送られない空送という問題を生じうる。

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、給紙ローラとシート材の間の押圧力を安定させ、給紙不良を抑制することができる画像形成装置を提供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。

このような構成によれば、付勢手段とは別個に加圧手段が設けられているので、シート材の消費時またはシート材が下方にあるときに給紙ローラを下方向に移動させるための付勢手段の付勢力を、極めて弱くすることができる。そのため、圧板を上昇させるときに付勢手段に抗して上昇させるために掛かる負荷が小さく、給紙ローラをシート材に押圧する力を安定させることができる。

前記した画像形成装置においては、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構成とすることができる。

このように、伝達機構または給紙ローラとホルダとの摩擦力を高める摩擦手段があると、この摩擦手段の摩擦力によりホルダ全体が揺動軸を中心に回動する力が発生する。そして、この回動力により給紙ローラをシート材に押し付けることで、給紙位置において安定した押圧力を発生することができる。

この画像形成装置は、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、また、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とすることができる。

また、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ってもよい。

そして、前記摩擦部材は、例えば、波ワッシャである。

前記した画像形成装置においては、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た構成とすることができる。この態様においても、フリクションベアリングの回転摩擦力によりホルダ全体が揺動軸を中心に回動する力が発生する。

また、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んでもよい。

このような態様の場合、リフト板がねじれて撓みやすいため、本発明を有効に利用することができる。

本発明の画像形成装置によれば、付勢手段とは別個の加圧手段を設けたことで、付勢手段の付勢力を小さくでき、給紙ローラをシート材に押し付ける力を安定させ、給紙不良を抑制することができる。

＜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、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給紙ローラ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、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。

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給紙ローラ６１によって最上位の用紙３が分離ローラ６２側に送られ、給紙ローラ６１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、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と結合する感光体ケース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、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。

＜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、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２に示すように給紙ローラ６１は、伝達ギヤ機構部ＤＧ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を介して給紙ローラ６１の上下の動作が伝達ギヤ機構部ＤＧに伝えられるとともに、リフトアーム７１により給紙ローラ６１が下方に付勢されている。

［給紙ローラ組立体の構成］
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。

図３（ａ）に示すように、アイドルギヤ６３とホルダ６５の左側（図における下側）の側壁６５ｂとの間には、波ワッシャ６４が配置されている。波ワッシャ６４は、図３（ｃ）に示すように、波打った形状のワッシャであり、アイドルギヤ６３とホルダ６５の側壁６５ｂとの間で突っ張ることで、アイドルギヤ６３がホルダ６５に対して回転するときに摩擦力が発生するようになっている。給紙ローラ組立体６０に構成された各ギヤは、給紙ローラ６１へ回転力を伝達する伝達機構の一例であり、波ワッシャ６４は、摩擦部材の一例である。
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。

給紙ローラ組立体６０は、図２に示すように、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、給紙ローラ６１は用紙３に押し上げられ、給紙ローラ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〜十数枚使用されて給紙ローラ６１の位置が下がると、再度圧板５１が上昇し、給紙ローラ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、給紙ローラ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、例えば前記した特開２００６−１７６３２１号公報に記載されているが、その概略を以下に説明する。

［分離ローラ駆動ギヤから給紙ローラへの動力伝達］
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。

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、前記したホルダ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ＤＧ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、給紙ローラ６１が下方に付勢される。すなわち、コイルスプリング７２は給紙ローラ６１を下向きに付勢する付勢手段の一例である。コイルスプリング７２により給紙ローラ６１が下向きに付勢される力は極めて弱く、前記した波ワッシャ６４による給紙ローラ６１の加圧力よりも小さい。

［入力ギヤから圧板への動力伝達］
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は、平歯車（歯形状省略）とウォームを有し、クラッチギヤ８０のキャリア８２の外歯（歯形状省略）に平歯車が噛合している。
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。

図２（ｂ）に示すように、リフト板５２は、扇形に形成されたリフトギヤ５４の下端に固定されている。リフトギヤ５４の中心は、リフト板５２の後端５３と一致、すなわち、リフト板５２の回動中心と一致している。
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。

［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、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。

リフトアーム７１の左端７１ｃの上下には、図４（ａ）に示すように第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、図４（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、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。

スイッチングギヤ９６は、図４（ａ）に示すように、最外周に一部歯が無い欠け歯部を有する外周ギヤ９６ａを有するとともに、内側（右側）にストッパ部９６ｂを有し、さらに内側にカム部９６ｃを有する。
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。

クラッチギヤ８０のサンギヤ８３の上方には、第３フック７７が配置されている。第３フック７７は、３つのアームを有し、上側アーム７７ａは、その先端がスイッチングギヤ９６のカム部９６ｃのカム面に対面しており、下側アーム７７ｃは、その先端がサンギヤ８３の外周に対面している。中間アーム７７ｂは、コイルスプリング７８により常時下方に引かれているので、第３フック７７は、常時図４（ａ）における反時計回りに付勢されている。

このような構成により、次のようにして給紙ローラ６１の上下動に応じて、圧板５１が上昇または停止する。参照する図において、図５は、圧板が停止時のスイッチングギヤ近傍の斜視図である。
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。

一方、用紙３が消費されて給紙ローラ６１が下がっていくと、リフトアーム７１の右端が下がり、左端７１ｃが上がっていく。これにより、図４（ａ）に示すように、左端７１ｃが第１フック７３の前側アーム７３ａを持ち上げ、後側アーム７３ｂと突部９６ｄの係合が外れる。この係合が外れると、コイルスプリング７６により発生するスイッチングギヤ９６の回転力およびリングギヤ８１と外周ギヤ９６ａの噛み合いにより、スイッチングギヤ９６が図４（ａ）における時計回りに回転する。一方、第２フック７４の前側アーム７４ａは、第１フック７３の前側アーム７３ａが上がったことに伴い、コイルスプリング７５により引き上げられ、第２フック７４の後側アーム７４ｂが下がる。したがって、後側アーム７４ｂの先端が突部９６ｄに係合した時点でスイッチングギヤ９６の回転が止められ、図４（ａ）の姿勢となる。この姿勢において、第３フック７７の上側アーム７７ａは、その先端がカム部９６ｃの凹部９６ｅに入り込んでいる。そのため、第３フック７７は、図４（ａ）において反時計回りに回った姿勢となっており、下側アーム７７ｃは、サンギヤ８３に係合している。すなわち、サンギヤ８３が固定されているので、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から出力され、前記した伝達ギヤ機構部ＤＧを介してリフトギヤ５４が回動し、リフト板５２が回動する。
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。

以上のように構成されたレーザプリンタ１の動作について、本発明の特徴部分を中心に説明する。参照する図において、図６、７は、給紙ローラと用紙および圧板の動作を説明する図であり、図６（ａ）は給紙トレイ装着時、図６（ｂ）は給紙開始時、図７（ａ）は圧板上昇開始時、図７（ｂ）は圧板停止時を示す。

図６（ａ）に示すように、装置本体に給紙トレイ１１を装着すると、圧板５１は、給紙トレイ１１の底面に伏せた状態になっている。そして、積載された用紙３の最上面は、給紙ローラ６１から離間している。
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。

図６（ａ）の状態においては、リフトアーム７１は、給紙ローラ６１側（右側）が下がっているので、左側は上がっており、図４（ａ）に示すように第１フック７３の前側アーム７３ａが上がり、後側アーム７３ｂが下がっている。そして、スイッチングギヤ９６の突部９６ｄは、第２フック７４の後側アーム７４ｂと係合し、第３フック７７の上側アーム７７ａは、カム部９６ｃの凹部９６ｅに入り込んで、第３フック７７の下側アーム７７ｃはサンギヤ８３に係合している。
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。

入力ギヤの回転により、圧板５１が徐々に上昇することで、用紙３も徐々に上昇し、給紙ローラ６１を上に押し上げながら、図６（ｂ）に示すように、最上位の用紙３が給紙位置に来るまで圧板５１が上昇する。この上昇の際、給紙ローラ６１の下方への付勢力Ｆ１は、極めて小さいので、リフト板５２に与える負荷は極めて小さく、リフト板５２のねじれによる撓みも小さいものとなる。従来の構成においては、この状態においても、給紙ローラ６１を、用紙３との摩擦力を発生させるのに十分な力で下向きに付勢していたことから、リフト板５２のねじれが発生し、給紙ローラ６１と用紙３の互いの押圧力を不安定にしていた。

図６（ｂ）の給紙位置まで用紙３が上昇すると、給紙ローラ６１が上昇することで、リフトアーム７１の左端７１ｃは下がり、図５に示すように、第２フック７４の後側アーム７４ｂが突部９６ｄから離脱して、スイッチングギヤ９６が回転し、代わりに第１フック７３の後側アーム７３ｂが突部９６ｄに係合するので、第３フック７７の上側アーム７７ａは、カム部９６ｃの凹部９６ｅから外れて時計回りに回動し、下側アーム７７ｃは、サンギヤ８３から離脱する。そのため、入力ギヤの回転は、キャリア８２から出力されず、圧板５１の上昇も停止する。

そして、別途の公知の機構によって給紙のために分離ローラ駆動ギヤ６２ｃが図２（ａ）の反時計回りに回転する。すると、図６（ｂ）に示すように、分離ローラ６２が反時計回りに、アイドルギヤ６３が時計回りに、給紙ローラ６１が反時計回りに回転する。
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。

一枚の印刷が終わると、引き続く印刷指示命令に応じて、レーザプリンタ１は、用紙３を給紙トレイ１１から一枚ずつ供給して、同様に印刷を続ける。
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。

このようにして、本実施形態のレーザプリンタ１においては、圧板５１の上昇時に、給紙に必要な押圧力よりも小さい付勢力Ｆ１しか給紙ローラ６１に掛からず、圧板５１およびリフト板５２に掛かる負荷が小さい。そして、給紙時に必要な押圧力は、別途設けた波ワッシャ６４に基づくホルダ６５の下方への移動力に基づいて発生しているので、給紙ローラ６１の用紙３への押圧力を安定させることができる。したがって、用紙３の給紙不良を抑制することができる。

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、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。

もしくは、給紙ローラ６１、アイドルギヤ６３または分離ローラ６２を、部品として完成されたフリクションベアリングを介してホルダ６５に支持させてもよい。

さらには、波ワッシャ６４を設けるのに替えて、電磁駆動を用いた直動型のアクチュエータなど、電動のアクチュエータを用いて給紙時に給紙ローラ６１を下方へ付勢する構成としても構わない。

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、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矢視図である。 （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る。 （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。 圧板が停止時のスイッチングギヤ近傍の斜視図である。 給紙ローラと用紙および圧板の動作を説明する図であり、（ａ）は給紙トレイ装着時、（ｂ）は給紙開始時を示す 給紙ローラと用紙および圧板の動作を説明する図であり、（ａ）は圧板上昇開始時、（ｂ）は圧板停止時を示す。

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
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)

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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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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