JP6195366B2 - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シートを1枚ずつ分離給送するシート給送装置及びこれを備える画像形成装置に関する。
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれら複合機等の画像形成装置は、シートを画像形成部に給送するシート給送部を備えており、シート給送部は、ピックアップローラが2枚以上のシートを送り出した場合に1枚ずつに分離する分離手段を有している。
分離手段としては、ピックアップローラと同期して同方向に回転するフィードローラ及びフィードローラに所定の圧接力(以下、「リタード圧」という)で圧接するリタードローラを有するリタードローラ方式が知られている。リタードローラ方式は、トルクリミッタを介してリタードローラにシートを給送する方向と逆方向のトルクを付与し、フィードローラとリタードローラのニップ部に2枚以上のシートが進入すると、リタードローラが逆回転してシートの重送を防止する。
ここで、使用するシートの中には、紙粉が多くリタードローラがスリップし易いシートや、裁断バリや使用環境により分離し難いシート等がある。この場合、スリップし易いシートの場合は、リタード圧を高くして給送性能を向上させる必要があるが、リタード圧を高くすると、分離し難いシートを給送する際に、分離性能が低下するおそれがある。
これに対しては、リタードローラに駆動を伝達する駆動ギアをリタード軸の軸方向に移動させることでリタード圧を調整可能なシート給送装置が提案されている(特許文献1参照)。
特開平06−263280号公報
しかしながら、特許文献1に記載のシート給送装置は、給送ユニットを取り外してから調整レバーで調整ギアの位置を調整し、調整後に、給送ユニットを再度取り付ける作業を必要とする。これは、作業者にとっては非常に煩雑な作業であり、容易にリタード圧を調整可能な構成が望まれていた。
そこで、本発明は、簡単且つ安価な構成で、容易にリタード圧を調整可能なシート給送装置及びこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、シート給送装置において、シートを給送するピックアップローラと、前記ピックアップローラにより給送されるシートを搬送するフィードローラと、前記フィードローラに圧接し、正逆回転可能なリタードローラと、前記フィードローラ及び前記リタードローラのニップに1枚のシートが進入した場合には前記リタードローラを前記フィードローラに従動させ、前記ニップに2枚以上のシートが進入した場合には前記リタードローラを逆回転させるトルクリミッタと、一端に前記トルクリミッタを介して前記リタードローラが取り付けられ、他端が揺動可能に支持されたリタード軸と、前記リタード軸に支持されたリタードギアと、複数の溝部を有し、前記リタード軸と略平行に配設された駆動軸と、前記リタードギアと歯合した状態で前記駆動軸を移動可能な移動ギアと、を備え、前記移動ギアは、前記複数の溝部に係合可能且つ一体で回転する第1係合手段と、前記駆動軸と一体で回転させるための第2係合手段と、を有し、前記移動ギアを軸方向に移動させ、前記第1係合手段を前記複数の溝部のいずれかに係合させることで前記リタードギアとの歯合位置を変更し、前記フィードローラに対する前記リタードローラのニップ圧を変更することを特徴とする。
本発明によれば、簡単且つ安価な構成で、容易にリタード圧を調整可能なシート給送装置及びこれを備える画像形成装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係るプリンタを模式的に示す断面図である。 本実施形態に係る分離給送部の斜視図である。 フィードローラ及びリタードローラの回転を説明するための図である。 リタードローラの軸回りのモーメントを説明するための図である。 第1実施形態に係る移動ギアの移動方法を説明するための図である。 第1実施形態に係る移動ギアを説明するための図である。 第1実施形態に係る移動ギアを移動させた状態を示す図である。 第2実施形態に係る移動ギアの移動方法を説明するための図である。 第2実施形態に係る移動ギアを説明するための図である。 第3実施形態に係る移動ギアを説明するための図である。
以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係る画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれら複合機等、シートを1枚ずつ分離給送可能なシート給送装置としての分離給送部を備えた画像形成装置である。以下の実施形態においては、多種多様なシートへの適用性や生産性に優れるという利点から、4色のトナーカートリッジを中間転写ベルトの上に並べて配置した中間転写タンデム方式のレーザビームプリンタ(以下、「プリンタ」という)を用いて説明する。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係るプリンタ50について、図1から図7を参照しながら説明する。まず、プリンタ50の概略構成について、図1を参照しながらシートPの流れに沿って説明する。図1は、本発明の実施形態に係るプリンタを模式的に示す断面図である。
図1に示すように、画像が形成されるシートPは、収納庫61〜63に積載される形で収納されており、分離給送部(シート給送装置)61a〜63aにより、画像形成タイミングに合わせて、1枚ずつに分離されながら給送される。なお、分離給送部61a〜63aについては、後に詳しく説明する。
分離給送部61a〜63aにより給送されたシートPは、搬送ローラ対70〜72によりレジストレーションローラ対76に搬送され、レジストレーションローラ対76で斜行が補正されると共に、所定のタイミングで二次転写部41に搬送される。
上述のシート給送プロセスに対して、同様のタイミングで、画像形成部10で画像形成プロセスが実行される。具体的には、まず、帯電装置12Y〜12Kにより一様に帯電された感光ドラム11Y〜11Kの表面に、露光装置13Y〜13Kがレーザ光を照射して、感光ドラム11Y〜11K上に静電潜像を形成する。感光ドラム11Y〜11K上に形成された静電潜像は現像装置14Y〜14Kにより現像され、トナー像として顕在化される。
その後、一次転写装置35Y〜35Kにより所定の加圧力及び静電バイアスが与えられ、感光ドラム11Y〜11K上に形成された各色(イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K))のトナー像が中間転写ベルト31に重畳転写される。これにより、中間転写ベルト31上にフルカラーのトナー像が形成される。なお、感光ドラム11Y〜11Kに残った転写残トナーは感光クリーナ15Y〜15Kに回収され、再び次の画像形成に備える。また、中間転写ベルト31は、駆動ローラ33、テンションローラ34及び二次転写内ローラ32に張架され、駆動ローラ33の回転により搬送駆動される。
中間転写ベルト31上に形成されたフルカラーのトナー像は、二次転写部41に搬送され、所定の加圧力と静電バイアスを与えることで、同期したタイミングで搬送されてくるシートPに転写される。フルカラーのトナー像が転写されたシートPは、ファン等によってエア吸着して搬送する吸着搬送手段42により定着装置5に搬送される。定着装置5に搬送されたシートPは、定着装置5で加圧及び加熱されてトナー像が溶融固着(定着)される。その後、トナー像が定着されたシートPは排出部80へと搬送される。排出部80へと搬送されたシートPは、排出ローラ対77により機外に排出され、排出トレイ66に積載される。
ここで、シートPの両面に画像を形成する場合、不図示のソレノイドの作用で揺動する切換え部材81を上側に切り換えることで、シートPは反転誘導路83に誘導される。そして、スイッチバック経路84へ引き込まれた後に、反転Bローラ対79でスイッチバックさせることで、先後端が入れ替えられた状態で、両面搬送路85へと搬送される。
両面搬送路85に搬送されたシートPは、後続ジョブのシートPとのタイミングを合わせてレジストレーションローラ対76に再搬送され、レジストレーションローラ対76により二次転写部41に搬送される。裏面(2面目)の画像形成プロセスに関しては、表面(1面目)の場合と同様なので、説明は省略する。また、両面画像シートPを反転排出させる場合には、切換え部材81を上側に切り換えることで反転誘導路83に再誘導する。そして、スイッチバック経路84に引き込まれた後に、反転Bローラ対79及び反転Aローラ対78でスイッチバックさせることで、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させ、排出トレイ66に積載される。
次に、上述した分離給送部61a〜63aについて、図2から図7を参照しながら具体的に説明する。なお、分離給送部61a〜63aは、構成が同じであるため、ここでは、分離給送部61aを用いて説明する。まず、分離給送部61aの概略構成について、図2から図4を参照しながら説明する。図2は、本実施形態に係る分離給送部61aの斜視図である。図3は、フィードローラ2及びリタードローラ3の回転を説明するための図である。図4は、リタードローラ3の軸回りのモーメントを説明するための図である。
図2に示すように、分離給送部61aは、収納庫61の上方に配設されたピックアップローラ1と、ピックアップローラ1の給送方向下流に配設されたフィードローラ2と、フィードローラ2に圧接し、正逆回転可能なリタードローラ3と、を備えている。
ピックアップローラ1は、収納庫61に収納されたシートPを送り出し、フィードローラ2は、ピックアップローラ1により送り出されたシートPを搬送する。リタードローラ3は、フィードローラ2により搬送されるシートPの重送を防止する。具体的には、リタードローラ3は、リタード軸107に設けられたトルクリミッタ4を介して回転するように取り付けられており、リタード軸107にはシートを搬送するための回転方向とは逆方向の回転が与えられている。そのため、シートPが重送(2枚以上搬送)された場合、シート同士の摩擦力が小さいことからリタードローラ3がシートを搬送するための回転方向と逆方向に回転し、2枚目以降のシートPが引き戻される。これにより、最上位のシートPのみがフィードローラ2により搬送される。一方、フィードローラ2とのニップにシートPが1枚進入した場合には、シートPから受ける負荷が大きくなることから、トルクリミッタ4の駆動伝達が切れて、リタードローラ3がシートPを介してフィードローラ2に従動してシートを搬送する方向に回転する。つまり、フィードローラ2と共にシートPを搬送する。
また、分離給送部61aは、制御部200からの信号で制御された給送モータ122によって駆動するように構成されている。具体的には、給送モータ122の駆動は、駆動ベルト124を介してプーリ段ギア125に伝えられ、プーリ段ギア125のギア部と噛み合う第1駆動ギア123を回転させる。第1駆動ギア123はフィードローラ駆動軸108の一端に固着されており、第1駆動ギア123の回転により、フィードローラ駆動軸108の他端に固着されたフィードローラ2が回転する。そして、フィードローラ駆動軸108の他端側に取付けられているピックアップ入力ギア132から、アイドラギア133を介してピックアップギア131に回転駆動が伝達されることで、ピックアップローラ1が回転する。
更に、給送モータ122の駆動は、第1駆動ギア123を介して、ニップ圧調整手段100に入力される。具体的には、給送モータ122の駆動は、第1駆動ギア123と歯合する第2駆動ギア126に伝えられ、第2駆動ギア126を回転させる。第2駆動ギア126は駆動軸106の一端に固着されており、第2駆動ギア126の回転により、駆動軸106の軸方向に移動可能に支持された移動ギア102を回転させる。なお、駆動軸106は、不図示の本体フレームに固定された支持板112及び支持板111に、軸受135(図4参照)とワンウエイ入り軸受134により、リタード軸107と略平行に、回転可能に支持されている。また、駆動軸106には、複数の溝部106a〜106d(本実施形態においては4つ)が、軸方向に所定間隔で形成されている。
移動ギア102はリタードギア103と歯合しており、リタードギア103は、リタード軸107を、リタードローラ3がシートを搬送する方向の回転とは逆方向に回転させる。なお、リタードギア103は、軸方向の長さが移動ギア102の軸方向の長さよりも長くなるように形成されており、移動ギア102との軸方向の歯合位置を変更可能に構成されている。リタード軸107の一端にはトルクリミッタ4を介してリタードローラ3が取り付けられ、他端は支持板111の軸受117により揺動可能に支持されている。リタード軸107のトルクリミッタ4の近傍には、駆動軸106を回動支点に回動可能なリタードローラ加圧アーム101が配設されている。リタードローラ加圧アーム101は、リタード軸107と駆動軸106の軸間距離の規制と、加圧バネ150の力がリタード軸107に加えられるように、リタード軸107を回転自在に支持している。
ここで、図3(a)に示すように、リタードローラ加圧アーム101は、付勢手段である加圧バネ150により矢印A方向(フィードローラ方向)に、常時、付勢されている。即ち、リタードローラ3は、リタードローラ加圧アーム101を介して加圧バネ150により矢印A方向に付勢される状態となっている。なお、この加圧バネ150による付勢力(加圧力)は、フィードローラ2とリタードローラ3のニップに進入したシートを確実に1枚ずつ分離給送するために必要なニップ圧(以下、「リタード圧」という)より小さい。
また、図3(b)に示すように、上述のように構成された分離給送部61aにおいて、給送モータ122の回転で駆動軸106と移動ギア102が回転すると、歯合するリタードギア103が矢印E方向に回転する。そして、リタードギア103が回転するとリタード軸107がリタードギア103と一体的に、矢印E方向に回転する。この際、移動ギア102の歯により、リタードギア103の歯に対して圧が加わる。移動ギア102の歯がリタードギア103の歯に対して加える圧(以下、「歯面圧」という)により、揺動可能なリタード軸107には、リタードローラ3をフィードローラ2に向けて付勢する方向のモーメントが生じる。
また、従来例と同様、リタードローラ3のまわりのモーメント関係は、図4に示すようになっている。リタード軸107の軸上にあるリタードローラ3は、矢印Sで示す軸受117を揺動支点として揺動可能となっている。
例えば、リタード軸107が図3(b)の矢印E方向(シートを逆送する方向)に回転すると、移動ギア102の矢印B方向の歯面圧によるモーメントにより、リタード軸107は軸受117を揺動支点として揺動する。そして、リタード軸107が揺動すると、リタードローラ3が矢印A方向に加圧され、図4に示す加圧力Fが生じる。その結果、フィードローラ2とリタードローラ3とのリタード圧Fは、加圧バネ150による付勢力Fに加圧力Fを加えたものとなる。
このときの支点Sまわりのモーメントのつり合い関係式は、次式のようになる。
・F+L・F=L・F+L・F (1)
ここで、Fは、リタード軸上の重量を考慮した力を示している。L、L、L、Lは、支点からそれぞれの力までの距離を示している。
これにより、リタード圧Fは、
=(L・F+L・F−L・F)/L (2)
式(2)より、リタード圧Fは、支点から力までの距離(L、L、L、L)により変えられる数値であることがわかる。すなわち、移動ギア102とリタードギア103の噛み合い位置を軸方向に移動させ、支点Sと加圧力Fの距離Lを可変にすることでリタード圧Fを調整が可能となる。
次に、上述したリタード圧Fを調整するための構成、即ち、移動ギア102の移動方法について、図5から図7を参照しながら説明する。図5は、第1実施形態に係る移動ギア102の移動方法を説明するための図である。図6は、第1実施形態に係る移動ギア102を説明するための図である。図7(a)は、矢印Gの軸方向に移動ギア102を移動させて、駆動軸106の溝部106aにスナップフィット爪102bを入れた図である。図7(b)及び(c)は、矢印Hの軸方向に移動ギア102を移動させて、駆動軸106の溝部106cと溝部106dにスナップフィット爪102bを入れた図である。
図5及び図6に示すように、移動ギア102には、スナップフィット爪(第1係合部、爪部)102bと、スナップフィット爪102bを移動させるフック部(第1係合部)102aと、が連結されている。また、駆動軸106には、スナップフィット爪102bが係合可能な複数の溝部106a〜106dが軸方向に設けられている。移動ギア102を移動させるときは、フック部102aを矢印D方向に引くことで、駆動軸106の溝部106bからスナップフィット爪102bが外れ、軸方向に移動可能になる。
また、移動ギア102は、第2係合手段により駆動軸106と一体で回転するように構成されている。本実施形態においては、駆動軸106は外周面の少なくとも一部に断面略D字状のDカット部106eを有しており、移動ギア102の内周面102cを断面略D字状のDカット形状に形成することで駆動軸106と移動ギア102とが一体で回転可能なる。駆動軸106の外周面の少なくとも一部と移動ギア102の内周面102cとを、断面略D字状のDカット形状に形成することで、軸方向への移動も容易となる。また、図7(a)〜(c)に示すように、移動ギア102が軸方向に異なる位置に移動した際においても、Dカット領域に位置していれば、駆動軸106と一体で回転させることができる。
以上説明したように、本実施形態においては、イニシャル位置(図2参照)の他に、3つの位置に移動ギア102を固定させることができる。その際、スナップフィット爪102bにより、ワンアクションで移動ギア102を移動させることができる。そのため、フィードローラ2に対するリタードローラ3のニップ圧(リタード圧)を容易に変更することができる。これにより、例えば、スリップし易いシートや分離し難いシートを給送する場合においても、容易に対応することができる。その結果、作業性を向上させることができる。
また、ユーザがシート(メディア)の状態に適したリタード圧に変更可能になることで、ジャム等の給送不良を低減させることができる。そのため、生産性を向上せさせることができる。
また、移動ギア102に設けたスナップフィット爪102bを、駆動軸106に設けた溝部106a〜106dに係合させるだけの構成であるため、簡単かつ安価な構成でリタード圧を調整することができる。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係るプリンタについて、図8及び図9を参照しながら説明する。第2実施形態に係るプリンタは、第2係合手段の構成が第1実施形態と相違する。そのため、第2実施形態においては、第2係合手段を中心に説明し、その他の構成については、第1実施形態と同じ符号を用いて説明を省略する。図8は、第2実施形態に係る移動ギア202の移動方法を説明するための図である。図9は、第2実施形態に係る移動ギア202を説明するための図である。
図8及び図9に示すように、駆動軸206には、Dカット部の代わりにピン(突起部)210a、210bが圧入されている。また、移動ギア202には、ピン210a、210bを軸方向に移動するときにはピン210a、210bの邪魔にならず、駆動軸206と一体に回転するときは、ピン210a、210bと係合することで回転駆動できるキー溝202cが形成されている。これにより、移動ギア202は駆動軸206と一体で回転することができる。
なお、図8に示す、移動ギア202のフック部202a及びスナップフィット爪202b、駆動軸206の複数の溝部206a〜206d、リタード軸207及びリタードギア203については、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
以上説明したように、第2実施形態に係るプリンタは、第1実施形態よりも駆動軸の加工が少なくて済むので、製造費用(加工費用)を低減させることができる。
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係るプリンタについて、図10を参照しながら説明する。第3実施形態に係るプリンタは、駆動軸の溝部の構成が第1実施形態と相違する。そのため、第3実施形態においては、駆動軸の溝部を中心に説明し、その他の構成については、第1実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。図10は、第3実施形態に係る移動ギア302を説明するための図である。
図10に示すように、第3実施形態においては、駆動軸306に複数の山谷形状の被係合部306aが設けられている。また、移動ギア302には、フック部302aと、被係合部306aと係合可能なスナップフィット爪302bが設けられている。なお、図10に示すリタード軸307及びリタードギア303については、第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
以上説明したように、第3実施形態に係るプリンタは、第1実施形態よりも多くの歯合位置に移動ギア302を固定させることができるので、より詳細にリタード圧を調整することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されない。
例えば、本実施形態においては、リタードギア103をリタード軸107に固着した構成を用いて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、リタードギア103をリタード軸107と一体で回転可能に構成に構成した場合は、リタードギア103を軸方向に移動して移動ギア102との歯合位置を変更する構成であってもよい。
また、本実施形態では、電子写真方式のプリンタを用いて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ノズルからインク液を吐出させることでシートに画像を形成するインクジェット方式のプリンタ(画像形成装置)にも用いることができる。
1 ピックアップローラ
2 フィードローラ
3 リタードローラ
4 トルクリミッタ
10 画像形成部
61a〜63a 分離給送部(シート給送装置)
102 移動ギア
102a フック部(第1係合手段)
102b スナップフィット爪(第1係合手段)
102c 内周面(第2係合手段)
103 リタードギア
106 駆動軸
106a〜106d 溝部
106e Dカット部
107 リタード軸
202 移動ギア
202c キー溝
206 駆動軸
210a、210b ピン(突起部)
P シート

Claims (6)

  1. シートを給送するピックアップローラと、
    前記ピックアップローラにより給送されるシートを搬送するフィードローラと、
    前記フィードローラに圧接し、正逆回転可能なリタードローラと、
    前記フィードローラ及び前記リタードローラのニップに1枚のシートが進入した場合には前記リタードローラを前記フィードローラに従動させ、前記ニップに2枚以上のシートが進入した場合には前記リタードローラを逆回転させるトルクリミッタと、
    一端に前記トルクリミッタを介して前記リタードローラが取り付けられ、他端が揺動可能に支持されたリタード軸と、
    前記リタード軸に支持されたリタードギアと、
    複数の溝部を有し、前記リタード軸と略平行に配設された駆動軸と、
    前記リタードギアと歯合した状態で前記駆動軸を移動可能な移動ギアと、を備え、
    前記移動ギアは、前記複数の溝部に係合可能且つ一体で回転する第1係合手段と、前記駆動軸と一体で回転させるための第2係合手段と、を有し、
    前記移動ギアを軸方向に移動させ、前記第1係合手段を前記複数の溝部のいずれかに係合させることで前記リタードギアとの歯合位置を変更し、前記フィードローラに対する前記リタードローラのニップ圧を変更する、
    ことを特徴とするシート給送装置。
  2. 前記第1係合手段は、前記移動ギアと一体で回転可能に連結されるフック部と、前記フック部に設けられるスナップフィット爪と、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. 前記リタードギアが前記リタード軸に固定され、前記リタードギアの軸方向の長さが、前記移動ギアの軸方向の長さよりも長い、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のシート給送装置。
  4. 前記駆動軸は、外周面の少なくとも一部に断面略D字状のDカット部を有し、
    前記第2係合手段は、前記移動ギアの内周面を、前記Dカット部と係合可能な、断面略D字状のDカット形状に形成してなる、
    ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  5. 前記駆動軸は、外周面に複数の突起部を有し、
    前記第2係合手段は、前記複数の突起部と係合可能なキー溝である、
    ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載のシート給送装置と、
    前記シート給送装置により給送されたシートに画像を形成する画像形成部と、を備えた、
    ことを特徴とする画像形成装置。
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