JP5769747B2 - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート給送装置及び画像形成装置に関し、特にシートを積載するシート積載部を昇降させる構成に関する。

従来のプリンタ、複写機、ＦＡＸ等の画像形成装置においては、画像形成装置本体に着脱自在に設けられたシート収納手段に収納されたシートをシート給送手段により送り出し、画像形成部に給送するシート給送装置を備えている。シート給送装置としては、シート収納手段にシート積載部を昇降可能に設け、シートを給送する際、シート積載部を上昇させてシートをシート給送手段に押し付けて給送するものがある。このシート給送装置では、最上位シートの高さをシートの給送が可能な所定の高さに維持するために、シート積載部を昇降機構であるリフター機構により、シート積載量に応じて上昇させている。

画像形成装置本体には、ギア及びギアを駆動するモータを有し、リフター機構を駆動する駆動手段が設けられており、シート収納手段を装着すると、リフター機構は駆動手段と連結される。なお、シート収納手段は、ユーザーがシートを補給する場合や、シートの種類を変更する場合、或いはシートのジャムが発生した場合、画像形成装置本体から引き出され、このときリフター機構と駆動手段との連結が解除される。この連結が解除されることによりシート積載部が下降する。

図７は、このような従来のシート給送装置の構成を示す図であり、給紙カセット１３０内部に支点１３２ａを中心に回動可能に設けられた中板１３２を昇降させるためのリフター板１３３にはリフター軸１３４を介してリフターギア１３５が連結されている。そして、給紙カセット１３０が装着されると、リフターギア１３５は、不図示の画像形成装置本体に設けられたリフターアイドラギア１４１，１４２及びリフターモータ１４３を有する駆動手段１４４に連結される。これにより、リフターモータ１４３が回転すると、リフターアイドラギア１４１と噛合しているリフターギア１３５が回転し、リフター軸１３４を介して中板１３２が上昇する。

従来、シート収納手段には大容量化や密度の高い様々なシートへの対応が求められるが、一方では製品としてコストダウンを目的とした薄型化、小型軽量化という命題も満足させる必要がある。さらに、リフター機構と駆動手段においては、シートの最大積載枚数の増加や、大きな坪量のシートの給送の要望などにより増加する負荷に対して駆動伝達の際の信頼性向上が求められている。

そこで、従来のシート給送装置では、図８の（ａ）に示すリフターアイドラギア１４１，１４２及びリフターギア１３５を、それぞれ高剛性な高モジュールギアとしている（特許文献１参照）。また、図８の（ｂ）に示すように、給紙カセット１３１にボス１３６を設けると共に、画像形成装置本体のフレーム１４６に開口部１４５を設けるようにしたものがある。そして、リフターアイドラギア１４１，１４２とリフターギア１３５の近傍、かつリフターギア１３５の回転範囲Ｋの外で、ボス１３６を開口部１４５に係合させることにより、高負荷時においてもギアが良好に噛み合うようにしている（特許文献２参照）。

特開２００３−２４６４６８号公報 特開２００４−１２３３０８号公報

しかし、このような従来のシート給送装置において、リフターアイドラギアとリフターギアを高剛性な高モジュールギアにしても、高負荷時、それを支えるフレーム１４６やリフター軸１３４が変形する場合がある。特に薄肉化・軽量化を図った製品では、高負荷時、リフター軸１３４がシート給送方向と直交する幅方向に傾斜したり、下方に撓んだりしてギア間の良好な噛み合いが損なわれるおそれがある。

また、フレーム１４６にボス１３６を係合させる構成の場合、開口部１４５をリフターギア１３５の回転範囲Ｋの外に形成する必要があるが、フレーム１４６や給紙カセット１３１の構造等により、ボス１３６や開口部１４５の形成場所が制限される場合がある。このため、リフター軸１３４やフレームを金属化する等のコストをかけて、ギア間の噛み合いの信頼性を確保する必要がある。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、安価でギアの噛み合いの信頼性を確保することのできるシート給送装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、シート給送装置において、シートが積載される昇降可能なシート積載部を有するシート収納手段と、装置本体に設けられ、駆動ギア及び前記駆動ギアと連結される駆動源を有する駆動手段と、前記シート収納手段に設けられ、前記シート積載部を上昇させる方向に回動可能な回動部材及び前記回動部材の回動軸に設けられ、前記シート収納手段が前記装置本体に装着されたときに前記駆動ギアと噛合する昇降ギアを有する昇降手段と、前記昇降ギアに前記回動軸とは異なる位置において係合し、前記駆動源からの駆動力が前記駆動ギアから前記昇降ギアに伝達されて前記シート積載部を上昇させる際、前記昇降ギアに加わる負荷により前記昇降ギアが前記回動軸に対して傾くのを規制する規制手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明のように、昇降ギアの変位を規制する規制手段により、シート積載部を上昇させる際、昇降ギアに加わる負荷による昇降ギアの変位を規制することにより、安価でギアの噛み合いの信頼性を確保することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるフルカラーレーザビームプリンタの概略構成を示す図。 上記シート給送装置の構成を説明する図。 上記シート給送装置のシート給送時の状態を説明する図。 上記シート給送装置の昇降機構に設けられたリフターギアに形成する開口部の形状を説明する図。 本発明の第２の実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図。 本発明の第３の実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図。 従来のシート給送装置の構成を説明する図。 従来のシート給送装置のシート給送時の状態を説明する図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるフルカラーレーザビームプリンタの概略構成を示す図である。

図１において、１はフルカラーレーザビームプリンタ（以下、プリンタという）、１Ａは画像形成装置本体であるプリンタ本体、１Ｂはシートに画像を形成する画像形成部である。２はプリンタ本体１Ａの上方に略水平に設置された画像読取装置であり、この画像読取装置２とプリンタ本体１Ａとの間に、シート排出用の排出空間Ｐが形成されている。２０は、シートＳを収納するシート収納手段である給紙カセット３０からシートＳを給送するシート給送装置である。

画像形成部１Ｂは、４ドラムフルカラー方式のものであり、レーザスキャナ１０と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー画像を形成する４個のプロセスカートリッジ１１を備えている。ここで、各プロセスカートリッジ１１は、感光体ドラム１２、帯電手段である帯電器１３、現像手段である現像器１４を備えている。

また、画像形成部１Ｂは、プロセスカートリッジ１１の上方に配された中間転写ユニット１Ｃと、定着部２００を備えている。なお、１５は現像器１４にトナーを供給するためのトナーカートリッジである。中間転写ユニット１Ｃは、駆動ローラ１６ａ及びテンションローラ１６ｂに巻き掛けられた中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の内側に設けられ、感光体ドラム１２に対向した位置で中間転写ベルト１６に当接する１次転写ローラ１９を備えている。ここで、中間転写ベルト１６は、不図示の駆動部により駆動される駆動ローラ１６ａにより矢印方向に回転するようになっている。

そして、１次転写ローラ１９によって感光体ドラム上の負極性を持つ各色トナー像が順次中間転写ベルト１６に多重転写される。中間転写ユニット１Ｃの駆動ローラ１６ａと対向する位置には、中間転写ベルト上に形成されたカラー画像をシートＳに転写する２次転写ローラ１７が設けられている。

さらに、この２次転写ローラ１７の上部に定着部２００が配置され、この定着部２００の左上部には第１排出ローラ対２５ａ、第２排出ローラ対２５ｂ及び両面反転部１Ｄが配置されている。この両面反転部１Ｄは、正逆転可能な反転ローラ対２２及び一面に画像が形成されたシートを再度、画像形成部１Ｂに搬送する再搬送通路Ｒ等が設けられている。なお、２４は、画像形成部１Ｂの画像形成動作及びシート給送装置２０のシート給送動作を制御する制御部である。

次に、プリンタ１の画像形成動作について説明する。まず、原稿の画像情報を画像読取装置２によって読み取ると、この画像情報は画像処理された後、電気信号に変換されて画像形成部１Ｂのレーザスキャナ１０に伝送される。画像形成部１Ｂでは、レーザ光により、帯電器１３によって表面が所定の極性・電位に一様に帯電されている感光体ドラム１２の表面が順次露光される。これにより、各プロセスカートリッジ１１の感光体ドラム上に、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの静電潜像が順次形成される。

この後、この静電潜像を各色トナーにより現像して可視化すると共に、１次転写ローラ１９に印加した１次転写バイアスにより、各感光体ドラム上の各色トナー像を中間転写ベルト１６に順次重ね合わせて転写する。これにより、中間転写ベルト１６上にトナー画像が形成される。

また、このトナー画像形成動作に並行してシート給送装置２０からシートＳが送り出され、送り出されたシートＳは、レジストレーションローラ対４００により斜行が補正されて、２次転写部まで搬送される。そして、この２次転写部において、２次転写ローラ１７に印加した２次転写バイアスにより、トナー像がシートＳ上に一括して転写される。

次に、トナー像が転写されたシートＳは、定着部２００に搬送され、定着部２００において熱及び圧力を受けて各色のトナーが溶融混色し、シートＳにカラーの画像として定着される。この後、画像が定着されたシートＳは、定着部２００の下流に設けられた第１排出ローラ対２５ａによって排出空間Ｐに排出され、排出空間Ｐの底面に突出された積載部２３に積載される。

図２は、本実施の形態に係るシート給送装置２０の構成を説明する図である。図２において、５１は給紙カセット３０に収納されたシートＳを給送するシート給送手段である給紙ローラであり、５２は給紙ローラに当接し、シートを分離する分離ローラである。

３２はプリンタ本体１Ａに対して矢印Ｊ方向に引き出し可能に設けた給紙カセット３０内部に、支点３２ａを中心に上下方向に回動可能（昇降可能）に設けられたシート積載部である中板である。３３は中板３２の下方に設けられ、回動軸であるリフター軸３４を支点として上下方向に回動し、中板３２を昇降させる回動部材であるリフター板である。このリフター板３３はリフター軸３４によって昇降ギアであるリフターギア３５の回転中心に一体的に連結されており、リフターギア３５が回転すると、リフター板３３がリフター軸３４を中心に矢印Ｉ方向に回動し、中板３２を上昇させる。このように、本実施の形態においては、リフター板３３及びリフターギア３５により中板３２を上昇させるリフター機構５０が構成される。

４４は、リフター機構５０を介して中板３２を上昇させる駆動手段である駆動部である。この駆動部４４は、シート給送装置本体を兼ねるプリンタ本体１Ａに設けられた駆動源であるリフターモータ４３と、リフターモータ４３により駆動される駆動ギアである第１リフターアイドラギア４１及び第２リフターアイドラギア４２を有している。

そして、給紙カセット３０をプリンタ本体１Ａに装着すると、第１リフターアイドラギア４１とリフターギア３５とが噛合することにより、リフターモータ４３とリフター機構５０とが連結される。これにより、リフターモータ４３が回転すると、リフターギア３５には、第１及び第２リフターアイドラギア４１，４２を介してリフターモータ４３からの駆動力が伝達され、リフターギア３５が回転する。そして、リフターギア３５が回転すると、リフター軸３４を介して中板３２が上昇し、中板３２上のシートＳが給紙ローラ５１に当接する。

なお、給紙ローラ５１はシートＳの上面のシート給送方向下流側に設けられており、給紙ローラ５１のシート当接位置近傍には、後述する図３に示すようにシート高さ検知センサ５３が配置されている。そして、制御部２４はシート高さ検知センサ５３からの信号に基づき、中板３２を上昇させるようにリフターモータ４３の回転を制御する。なお、給紙カセット３０のシートが無くなり、これを不図示のシート有無検知センサが検知すると、制御部２４はシート補給の報知をパネルなどに表示する。

そして、ユーザーは、この表示に応じて給紙カセット３０をプリンタ本体１Ａから引き出してシートを補給する。給紙カセット３０をプリンタ本体１Ａから引き出すと、第１リフターアイドラギア４１とリフターギア３５との噛合が外れ、中板３２が下降するため、中板３２上にシートを載置することができる。

ここで、本実施の形態において、図３に示すように、給紙カセット３０のカセット本体３１の挿入方向下流側の外壁面には、リフターギア３５の回転範囲内に突出する補助支持軸３７が設けられている。また、リフターギア３５には、補助支持軸３７が入り込む円弧状に形成された開口部３９が形成されている。開口部３９の内面には、リフター軸３４を中心とする円弧状の開口面３８を備えており、この開口面３８は、リフターギア３５と補助支持軸３７の角度が変化しようとしたときに補助支持軸３７が接触する寸法に形成されている。なお、開口部３９における開口面３８と対向する内面もリフター軸３４を中心とする円弧状に形成されている。これにより、給紙カセット３０を着脱自在にプリンタ本体１Ａに装着すると、補助支持軸３７がリフターギア３５に設けられた開口部３９に入り込んだ状態で給紙カセット３０がプリンタ本体１Ａに装着される。

ここで、図３の（ａ）に示すように、中板３２が下降してシート給送前の待機位置にあるとき、リフターギア３５には負荷が加わっていないため、図３の（ｂ）に示すように、リフターギア３５は、補助支持軸３７に対して直交する状態となっている。なお、このとき、リフターギア３５は、図３の（ａ）に示すように、補助支持軸３７は開口部３９の上端部に位置している。

一方、シート給送時、中板３２を上昇させるため、リフターモータ４３を駆動すると、図３の（ｃ）に示すように、リフターギア３５は、補助支持軸３７に沿って開口部３９を移動させながら回転し、中板３２を上昇させる。ここで、中板３２を上昇させる際、リフターギア３５には第１及び第２リフターアイドラギア４１，４２を介して負荷が加わる。そして、負荷が加わると、リフターギア３５は、リフター軸３４やカセット本体３１の剛性により、図３の（ｄ）に示す矢印Ｇ方向に倒れて傾くか、矢印Ｈ方向に変位しようとする。

しかし、このようにリフターギア３５が変位しようとすると、図３の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、リフターギア３５に設けた開口部３９が補助支持軸３７に上方から当接し、リフターギア３５の変位が規制される。つまり、本実施の形態においては、リフターギア３５に形成された開口部３９及び開口部３９に入り込む補助支持軸３７により、中板３２を上昇させる際、リフターギア３５に加わる負荷によるリフターギア３５の変位を規制する規制手段６０を構成している。そして、この規制手段６０を備えることにより、リフターギア３５にかかる負荷が大きくなった場合でも、リフターギア３５と第１リフターアイドラギア４１の噛み合いの信頼性を確保することができる。

以上説明したように、本実施の形態においては、規制手段６０により、中板３２を上昇させる際、リフターギア３５に加わる負荷によるリフターギア３５の変位を規制することができる。これにより、給紙カセット３０の積載容量増加や高密度シートへの対応に伴いリフター機構５０への負荷が増加した場合でも、リフターギア３５と第１リフターアイドラギア４１の噛み合いの信頼性を確保することができる。つまり、規制手段６０によってリフターギア３５の変位を規制することにより、高価な金属部品等を使用することなく、一般的な合成樹脂材料を用いて安価でリフターギア３５と第１リフターアイドラギア４１の噛み合いの信頼性を確保することができる。

なお、本実施の形態においては、リフターギア３５に設けた開口部３９を図４の（ａ）に示すような円弧状で、かつ補助支持軸３７が接触可能な開口面３８を有する、閉じた穴形状としているが、本発明は、これに限らない。例えば、図４の（ｂ）に示すように開口部３９を下端が開放された切欠き形状としても良い。また、リフターギア３５を円弧状のギアでなく、円形のギアとし、この円形のギアに開口部３９を形成しても良い。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は、本実施の形態に係るシート給送装置の構成を示す図である。なお、図５において、既述した図３と同一符号は、同一又は相当部分を示している。図５において、４６はプリンタ本体１Ａに設けられ、リフターモータ４３、第１及び第２リフターアイドラギア４１，４２等を有する駆動部４４を支持する駆動側板である。この駆動側板４６に補助支持軸３７の先端部が係合する穴形状の係合穴４５が設けられている。

ここで、本実施の形態において、補助支持軸３７は、給紙カセット３０をプリンタ本体１Ａに装着した際、駆動側板４６の係合穴４５に係合可能な長さを有している。これにより、給紙カセット３０をプリンタ本体１Ａに装着すると、補助支持軸３７が支持部である係合穴４５に入り込み、これにより補助支持軸３７の先端部が駆動側板４６に支持される。

本実施の形態においては、給紙カセット３０を装着すると、補助支持軸３７の先端部が係合穴４５に入り込んで駆動側板４６に支持される。これにより、駆動部４４により駆動する際のリフターギア３５の変位を、より一層、確実に規制することができる。この結果、安価でリフターギア３５と第１リフターアイドラギア４１の噛み合いの信頼性を確保することができる。

なお、本実施の形態においては、支持部を穴形状としているが、リフターギア３５が逃げる方向のみを支持する台座形状としても良い。また、補助支持軸３７と係合穴４５を嵌合関係とするようにすれば、給紙カセット３０のプリンタ本体１Ａへの位置決めとすることもできる。つまり、本実施の形態においては、係合穴４５と補助支持軸３７とにより、給紙カセット３０の位置決めを行う位置決め手段７０が構成されると共に、位置決め手段７０はリフターギア３５の回転範囲内に設けることができる。このため、駆動側板４６を小さく構成でき、省スペース化を図ることができる。

ところで、既述した第１及び第２の実施の形態においては、カセット本体３１に補助支持軸３７を設けているが、本発明は、これに限らず、カセット本体３１の剛度や、占有スペースの観点から補助支持軸３７を駆動側板に設けるようにしても良い。

次に、このような補助支持軸３７を駆動側板に設けるようにした本発明の第３の実施の形態について説明する。図５は、本実施の形態に係るシート給送装置の構成を示す図である。なお、図６において、既述した図５と同一符号は、同一又は相当部分を示している。図６において、４７は補助支持軸であり、本実施の形態において、この補助支持軸４７は駆動側板４６に、給紙カセット３０がプリンタ本体１Ａに装着されたときのリフター軸３４と平行となるように設けられている。

そして、給紙カセット３０をプリンタ本体１Ａに装着すると、駆動側板４６に設けられている補助支持軸４７がリフターギア３５に設けられた開口部３９に入り込む。これにより、リフターギア３５が、負荷が大きくなり図５の（ａ）に示す矢印Ｇ方向に倒れて傾くか、矢印Ｈ方向に変位しようとしても、リフターギア３５の開口部３９が補助支持軸４７に上方から当接し、リフターギア３５の変位を規制することができる。この結果、安価でリフターギア３５と第１リフターアイドラギア４１の噛み合いの信頼性を確保することができる。

なお、図５の（ｂ）に示すように、カセット本体３１に補助支持軸４７の先端部が係合する係合穴４５ａを設け、給紙カセット３０をプリンタ本体１Ａに装着すると、補助支持軸４７がカセット本体３１の係合穴４５ａに入り込むようにしても良い。これにより、給紙カセット３０を装着すると、補助支持軸４７の先端部がプリンタ本体１Ａに支持されるため、リフターギア３５の変位を、より確実に防止することができる。また、給紙カセット３０のプリンタ本体１Ａへの位置決めを確実に行うことができる。

１…フルカラーレーザビームプリンタ、１Ａ…プリンタ本体、１Ｂ…画像形成部、２０…シート給送装置、３０…給紙カセット、３２…中板、３３…リフター板、３４…リフター軸、３５…リフターギア、３７…補助支持軸、３９…開口部、４１…第１リフターアイドラギア、４２…第２リフターアイドラギア、４３…リフターモータ、４４…駆動部、４５…開口部、４６…駆動側板、４７…補助支持軸、５０…リフター機構、５１…給紙ローラ、６０…規制手段、７０…位置決め手段、Ｓ…シート

Claims (11)

1. シートが積載される昇降可能なシート積載部を有するシート収納手段と、
   装置本体に設けられ、駆動ギア及び前記駆動ギアと連結される駆動源を有する駆動手段と、
   前記シート収納手段に設けられ、前記シート積載部を上昇させる方向に回動可能な回動部材及び前記回動部材の回動軸に設けられ、前記シート収納手段が前記装置本体に装着されたときに前記駆動ギアと噛合する昇降ギアを有する昇降手段と、
   前記昇降ギアに前記回動軸とは異なる位置において係合し、前記駆動源からの駆動力が前記駆動ギアから前記昇降ギアに伝達されて前記シート積載部を上昇させる際、前記昇降ギアに加わる負荷により前記昇降ギアが前記回動軸に対して傾くのを規制する規制手段と、を備えたことを特徴とするシート給送装置。
2. 前記規制手段は、前記回動軸を中心として前記昇降ギアに形成された円弧状の開口部と、前記シート収納手段に設けられ、前記シート収納手段が前記装置本体に装着されたときに、前記開口部と係合して前記昇降ギアの変位を規制する支持軸を有することを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
3. 前記支持軸は、前記装置本体に設けられた係合穴に嵌合して、前記シート収納手段を前記装置本体に位置決めすることを特徴とする請求項２に記載のシート給送装置。
4. 前記規制手段は、前記回動軸を中心として前記昇降ギアに形成された円弧状の開口部と、前記装置本体に設けられ、前記シート収納手段が前記装置本体に装着されたときに、前記開口部と係合して前記昇降ギアの変位を規制する支持軸を有することを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
5. 前記支持軸は、前記シート収納手段に設けられた係合穴に嵌合して、前記シート収納手段を前記装置本体に位置決めすることを特徴とする請求項４に記載のシート給送装置。
6. 装置本体に装着され、シートが積載される昇降可能なシート積載部を有するシート収納手段と、
   前記装置本体に設けられ、駆動ギア及び前記駆動ギアと連結される駆動源を有する駆動手段と、
   前記シート積載部を上昇させる方向に回動可能な回動部材と、
   前記回動部材の回動軸に設けられ、前記シート収納手段が装着された際、前記駆動ギアと噛合する昇降ギアと、
   前記回動軸を中心として前記昇降ギアに形成された円弧状の開口部と、
   前記装置本体又は前記シート収納手段に設けられ、前記シート収納手段が前記装置本体に装着されたときに前記昇降ギアの前記開口部に係合する支持軸と、を備えたことを特徴とするシート給送装置。
7. 前記支持軸を、前記シート収納手段に設けることを特徴とする請求項６に記載のシート給送装置。
8. 前記装置本体に、前記シート収納手段が装着された際、前記支持軸の先端部を支持する支持部を設け、
   前記支持部及び前記支持軸により前記シート収納手段の前記装置本体に対する位置決めを行う位置決め手段を構成することを特徴とする請求項７に記載のシート給送装置。
9. 前記支持軸を、前記装置本体に設けることを特徴とする請求項６に記載のシート給送装置。
10. 前記シート収納手段に、前記シート収納手段が装着された際、前記支持軸の先端部を支持する支持部を設け、
    前記支持部及び前記支持軸により前記シート収納手段の前記装置本体に対する位置決めを行う位置決め手段を構成することを特徴とする請求項９に記載のシート給送装置。
11. シートに画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部にシートを給送する請求項１乃至１０の何れか１項に記載のシート給送装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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