JP6231849B2 - 給紙装置 - Google Patents

Description

本発明は、昇降可能な給紙台上に積載した用紙を複数の給紙ローラにより給紙する給紙装置に関する。

一般的に、用紙上に画像や文字を印刷する印刷装置とか、用紙上に画像や文字を複写する複写機などの画像形成装置には、用紙を給紙する給紙装置が備えられている。

この種の給紙装置を用いて給紙台上に積載した用紙を給紙ローラにより給紙する際に、用紙の外形サイズがＡ３サイズ（２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）以下の場合には用紙を給紙する給紙ローラが給紙方向と直交する用紙幅方向の中央部位に通常１個設置されているが、用紙サイズがＡ２サイズ（４２０ｍｍ×５９４ｍｍ）以上の場合に、給紙ローラによる用紙への搬送力を確保するために、給紙ローラを用紙幅方向に沿って複数個設置した給紙装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された給紙装置では、用紙を積載した給紙台が装置本体の外側面に沿って昇降駆動装置により昇降可能に設けられている。

また、給紙台の上方で給紙位置の近傍には、駆動源によって回転する一つの回転軸が用紙幅方向に沿って設けられている。この一つの回転軸には、一つの給紙ローラと、この給紙ローラの両側に配置された補助ローラ（給紙ローラ）とが設けられている。

更に、複数の給紙ローラには、それぞれサバキ部材が対向して設けられており、各ローラが各サバキ部材に摺接している。

そして、給紙台が下方の待機位置から上方に向かって上昇して、給紙台上に積載した最上位の用紙が複数の給紙ローラに接触したときに、複数の給紙ローラを回転させることで、用紙が各給紙ローラと各サバキ部材との間から送りだされる。

特開２０１０−１０５７７４号公報

ところで、特許文献１に記載された給紙装置によれば、Ａ２サイズ以上の用紙を給紙するために一つの回転軸上に複数の給紙ローラがこの回転軸と一体に取り付けられているが、給紙台が上昇してこの給紙台上に積載した最上位の用紙が給紙位置に至ったことを検出するための給紙位置検出機構については何等の開示もされていない。

この際、給紙台が上昇している最中に、最上位の用紙と複数の給紙ローラのうちでいずれかの給紙ローラとの間になんらかの異物が進入したとき、給紙台の上昇に伴って異物が最上位の用紙と給紙ローラとの間に挟み込まれて傷つけてしまうという問題がある。

上記した問題点を解決するために、仮に、一つの回転軸上に複数の回転伝達機構を介して複数の給紙ローラを揺動可能に支持させ、且つ、複数の給紙ローラと対向して複数の給紙位置検出機構を設ければ、給紙台上に積載した最上位の用紙を適切に給紙できると考えられるが、給紙装置が高コスト化になるという問題が発生する。

そこで、給紙台が上昇している最中に、最上位の用紙と給紙ローラとの間になんらかの異物が挟み込まれた場合であっても異物を傷つけず、且つ、低コストの給紙装置を提供することを目的とする。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、請求項１に記載の発明は、昇降用モータを介して昇降可能に設けられ、用紙を積載した給紙台と、
前記用紙の幅方向に沿って設けられ、ローラ駆動用モータによって回転駆動される一つの回転軸と、
前記一つの回転軸上に間隔を隔てて取り付けた揺動自在な複数のアームにそれぞれ支持され、回転伝達機構を介して回転され、前記給紙台上に積載された前記用紙のうちで最上位の用紙を給紙する複数の給紙ローラと、
前記複数の給紙ローラのうちで一つの給紙ローラと対向して設置され、前記給紙台の上昇に伴って前記最上位の用紙が前記一つの給紙ローラに接触することで前記アームを介してローラ位置が上方に向かって変位することにより前記最上位の用紙が給紙位置に至ったことを検出する給紙位置検出部と、を備え、
前記複数の給紙ローラのうちで前記給紙位置検出部と対向していない給紙ローラの変位する量は、前記給紙位置検出部と対向している前記一つの給紙ローラの変位する量よりも大きく設定されていることを特徴とする給紙装置である。

請求項１に記載の給紙装置によると、昇降可能な給紙台上に積載された用紙の幅方向に沿って設置した一つの回転軸上に間隔を隔てて取り付けた揺動自在な複数のアームに給紙ローラをそれぞれ支持させ、且つ、複数の給紙ローラのうちで一つの給紙ローラを給紙位置検出部と対向させた際、複数の給紙ローラのうちで給紙位置検出部と対向していない給紙ローラの上方に向かっての変位量を給紙位置検出部と対向している一つの給紙ローラの変位量よりも大きくすることで、最上位の用紙や給紙ローラや異物を傷つけることなく、給紙装置の安全性を確保できる。更に、給紙位置検出部は１箇所だけ設けているので、低コストの給紙装置を提供できる。

本発明に係る給紙装置及びこの給紙装置を適用した画像形成装置を示した構成図である。 本発明に係る給紙装置において、一つの回転軸に固着した一つの捌きローラと、この一つの回転軸に一つのアームを介して揺動自在に支持した一つの給紙ローラとを拡大して示した断面図である。 本発明に係る給紙装置において、一つの回転軸に固着した複数の捌きローラと、この一つの回転軸に複数のアームを介して揺動自在に支持した複数の給紙ローラとを示した斜視図である。 （ａ）〜（ｆ）は本発明に係る給紙装置内の各構成部材のタイミングチャートである。 （ａ），（ｂ）は本発明に係る給紙装置において、給紙台が上昇したときに中央に配置した給紙ローラと、左側又は右側に配置した給紙ローラの状態を模式的に示した図である。

以下に本発明に係る給紙装置の一実施形態について、図１〜図５を参照して詳細に説明する。

図１は本発明に係る給紙装置及びこの給紙装置を適用した画像形成装置を示している。また、図２は本発明に係る給紙装置において、一つの回転軸に固着した一つの捌きローラと、この一つの回転軸に一つのアームを介して揺動自在に支持した一つの給紙ローラとを拡大して示している。更に、図３は本発明に係る給紙装置において、一つの回転軸に固着した複数の捌きローラと、この一つの回転軸に複数のアームを介して揺動自在に支持した複数の給紙ローラとを示している。

図１に示す如く、本発明に係る給紙装置２０は、用紙Ｐ上に画像や文字を印刷する印刷装置とか、用紙Ｐ上に画像や文字を複写する複写機などの画像形成装置１０に適用可能に構成されている。

上記した給紙装置２０は、画像形成装置１０の外形を形成する筐体１１の図示左方に設置されている。

また、画像形成装置１０の筐体１１内には、給紙装置２０で給紙した用紙Ｐの斜行を補正しながら用紙Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ対１２と、用紙Ｐ上に画像を形成する画像形成部１３と、画像形成済みの用紙Ｐを排紙する排紙部１４とが用紙Ｐの搬送方向の上流側から下流側に向かって上記順に設置されている。

更に、画像形成装置１０の筐体１１内には、給紙装置２０，レジストローラ対１２，画像形成部１３，排紙部１４を制御する制御部１５が設置されている。

ここで、本発明に係る給紙装置２０について具体的に説明すると、複数の用紙Ｐを積載した給紙台２１が、ギアードモータを用いた給紙台昇降用モータ２２と、不図示のラックピニオン機構とにより筐体１１の一つの外側面１１ａに沿って昇降可能に設けられている。

この際、給紙台２１上には、用紙Ｐの外形サイズが同一である１種類の用紙Ｐが複数積載されているが、ここでは例えばＡ２サイズ（４２０ｍｍ×５９４ｍｍ）の用紙Ｐが複数積載されている。

また、給紙台２１の上方に設定された給紙位置の近傍には、ギアードモータを用いたローラ駆動用モータ２３によって回転する一つの回転軸２４が、用紙Ｐの搬送方向と直交する用紙幅方向に沿って長尺に設けられている。上記した一つの回転軸２４は、両端部側を一対の軸受２５（図３のみ図示）によって軸支されている。

また、一つの回転軸２４には、Ａ２サイズ（４２０ｍｍ×５９４ｍｍ）の用紙Ｐと対応して複数の捌きローラ２６が所定の間隔Ｋ（図３）を有して固着されていると共に、複数の捌きローラ２６の下方には各捌きローラ２６で送られた用紙Ｐが摺接する複数の捌き板２７が設置されている。

また、一つの回転軸２４上には、複数の捌きローラ２６とそれぞれ対をなして複数のアーム２８の一端側が揺動自在に支持されている。

また、複数のアーム２８の他端側には、複数の捌きローラ２６とそれぞれ対をなしてシャフト２９を介して給紙ローラ３０が１個ずつ回転自在に軸支されている。

従って、複数の捌きローラ２６及び複数の給紙ローラ３０は、Ａ２サイズの用紙Ｐへの搬送力を確保できるようになっている。

この際、複数の捌きローラ２６及び複数の捌き板２７は、画像形成装置１０の筐体１１内に位置している。一方、複数の給紙ローラ３０は、筐体１１の一つの外側面１１ａよりも更に外側に位置して昇降可能な給紙台２１上に積載された複数の用紙Ｐのうちで最上位の用紙Ｐｕに接離自在になっている。

ここで、複数の捌きローラ２６及び複数の給紙ローラ３０は、同一に構成されているので、一つの捌きローラ２６と一つの給紙ローラ３０とによる一つの組について、図２を用いて詳述する。

図２に拡大して示す如く、一つの回転軸２４に揺動自在に支持したアーム２８の一端と他端の中間部位に段付きシャフト３１が捌きローラ２６及び給紙ローラ３０に向かって圧入などにより固着されている。

また、一つの回転軸２４に固着した一つの捌きローラ２６とアーム２８との間に配置した第１ギア３２も一つの回転軸２４に固着されている。また、第１ギア３２は、上記した段付きシャフト３１に軸着した第２ギア３３と噛合している。更に、第２ギア３３は、アーム２８の他端側に軸支させたシャフト２９に給紙ローラ３０と共に固着した第３ギア３４に噛合している。

この際、第１〜第３ギア３２〜３４は、給紙ローラ３０を回転駆動するために一つの回転軸２４に連結された回転伝達機構の一種であり、第１〜第３ギア３２〜３４に代えてタイミングベルト駆動でも可能である。

従って、一つの捌きローラ２６と一つの給紙ローラ３０とによる一つの組は、共に一つの回転軸２４を回転させるローラ駆動用モータ２３を同一駆動源としており、第１〜第３ギア３２〜３４により両者が図１に示した反時計方向に回転することで最上位の用紙Ｐｕを給紙可能になっている。

更に、図３に示す如く、一つの捌きローラ２６と一つの給紙ローラ３０とを組みにして、Ａ２サイズの用紙Ｐに対応して複数組として例えば３組の捌きローラ２６及び給紙ローラ３０が一つの回転軸２４に沿って配置されている。

この際、３組のうちで中央の組の捌きローラ２６及び給紙ローラ３０は、Ａ２サイズの用紙Ｐの幅方向の中心部位に配置され、且つ、中央の組を中心にしてそれぞれ所定の間隔Ｋを隔てた左右両側に他の組の捌きローラ２６及び給紙ローラ３０がそれぞれ配置されている。

また、３組の捌きローラ２６及び給紙ローラ３０は、下部を開口したケース３５でそれぞれ覆われている。そして、各組の捌きローラ２６はこの下方に設置した捌き板２７に摺接している。一方、各組の給紙ローラ３０は各ケース３５の開口部３５ａから下方の最上位の用紙Ｐｕに向かって突出している。

この際、各組のケース３５は、互いに対向する外側面間に給紙ローラ３０を軸支しているシャフト２９を挿入して両外側面からの抜け防止を図ることで、給紙ローラ３０を取り付けたアーム２８の揺動と一体に揺動可能になっている。

また、各捌きローラ２６よりも用紙搬送方向の下流側の上方部位にブラケット３６が前面３６ａと下面３６ｂとでＬ字状に曲げ形成された上で用紙幅方向に沿って長尺に設けられている。従って、ブラケット３６は一つの回転軸２４と略平行になっている。

また、各ケース３５の天面３５ｂから曲げ片３５ｃが用紙搬送方向の下流に向かってそれぞれ突出形成されている。そして、各ケース３５の曲げ片３５ｃは、ブラケット３６の下面３６ｂの下方を通り抜けて下面３６ｂに形成した凹状切欠部３６ｃに接離自在になっており、各曲げ片３５ｃが凹状切欠部３６ｃに当接したときに各アーム２８（図１，図２）を介して重力方向に垂れ下がった各給紙ローラ３０の待機姿勢を規制している。

また、ブラケット３６の前面３６ａの上方部位には、複数の切り越し片３６ｄ〜３６ｆが用紙搬送方向の上流側に向かって略直角に切り越し形成されている。

複数の切り越し片３６ｄ〜３６ｆのうちで中央の切り越し片３６ｅには、給紙位置検出部３７がマイクロスイッチ（又は光センサ）を用いて取り付けられているので、この給紙位置検出部（以下、マイクロスイッチと記す）３７は中央に配置した給紙ローラ３０とケース３５を介して対向してこの給紙ローラ３０の上方に設置されている。

そして、給紙台２１の上昇に伴って最上位の用紙Ｐｕが中央の給紙ローラ３０に接触することで、アーム２８を介して給紙ローラ３０のローラ位置が最上位の用紙Ｐｕよりも上方に向かって変位したときに、アーム２８と一体に揺動する中央のケース３５の天面３５ｂに突出させたスイッチ当接部３５ｂ１がマイクロスイッチ３７に当接することで、最上位の用紙Ｐｕが給紙位置に至ったことを検出できるようになっている。

一方、左右に配置した給紙ローラ３０の上方にはマイクロスイッチ（給紙位置検出部）が対向して設置されていない。

従って、給紙台２１上に積載した最上位の用紙Ｐｕが給紙位置に至ったことを検出するマイクロスイッチ（給紙位置検出部）３７は１箇所だけ設けているので、給紙装置２０を低コストで提供できるようになっている。

これに伴って、マイクロスイッチ（給紙位置検出部）と対向していない左右の給紙ローラ３０は、アーム２８を介して最上位の用紙Ｐｕよりも上方に向かって揺動する揺動ストロークが、マイクロスイッチ（給紙位置検出部）３７と対向している中央の給紙ローラ３０のアーム２８を介した揺動ストロークよりも大きく設定されている。

言い換えると、複数の給紙ローラ３０のうちで給紙位置検出部と対向していない左右の給紙ローラ３０の変位する量は、給紙位置検出部３７と対向している中央の給紙ローラ３０の変位する量よりも大きく設定されていることになる。

そこで、給紙ローラ３０の変位量が大きく設定された左右の給紙ローラ３０に対応して、ブラケット３６に形成した複数の切り越し片３６ｄ〜３６ｆのうちで左右の切り越し片３６ｄ，３６ｆと、左右のケース３５の各天面３５ｂに設けた各バネ掛止部３５ｂ２との間に付勢力が弱い各引張バネ３８が掛止されており、この引張バネ３８で下方に垂れ下がる左右の給紙ローラ３０の重力を軽減している。

更に、ブラケット３６に形成した複数の切り越し片３６ｄ〜３６ｆのうちで左右の切り越し片３６ｄ，３６ｆには、左右のケース３５の天面３５ｂが当接するストッパ片３６ｄ１，３６ｆ１が形成されており、これらのストッパ片３６ｄ１，３６ｆ１の作用については後述の動作で説明する。

尚、上記したように、マイクロスイッチ（給紙位置検出部）３７は、中央に配置した給紙ローラ３０に対向させているが、これに限ることなく、複数の給紙ローラ３０のうちでいずれか一つの給紙ローラ３０に対向させれば良いものである。

ここで、上記のように構成した本発明に係る給紙装置２０の動作について、図４及び図５を用いて説明する。

図４（ａ）〜（ｆ）は本発明に係る給紙装置内の各構成部材のタイミングチャートを示している。また、図５は本発明に係る給紙装置において、給紙台が上昇したときの動作を示しており、（ａ）は中央に配置した給紙ローラが給紙位置に至った状態を示し、（ｂ）は左側又は右側に配置した給紙ローラの下方に異物が進入した状態を示した図である。

図４（ａ）〜（ｅ）及び図５（ａ）に示す如く、給紙台昇降用モータ２２を始動させると、複数の用紙Ｐを積載した給紙台２１が筐体１１の一つの外側面１１ａに沿って上昇する。

そして、給紙台２１に積載した複数の用紙Ｐのうちで最上位の用紙Ｐｕに中央に配置した給紙ローラ３０が当接すると、給紙ローラ３０はアーム２８を介して一つの回転軸２４を中心にして待機位置から僅かに上方に揺動してローラ位置変位が生じる。

このときに、中央に配置した給紙ローラ３０を覆っているケース３５も給紙ローラ３０と一体に僅かに上方に揺動する。これにより、ケース３５の天面３５ｂに形成したスイッチ当接部３５ｂ１が、ブラケット３６の略中央の切り越し片３６ｅに取り付けたマイクロスイッチ（給紙位置検出部）３７に当接してマイクロスイッチ３７をＯＮさせるので、制御部１５は給紙台２１上に積載した最上位の用紙Ｐｕが給紙位置に至ったと判断する。

ここで、制御部１５は、給紙台昇降用モータ２２を停止する一方、ローラ駆動用モータ２３を始動して一つの回転軸２４を回転させるので、中央に配置した捌きローラ２６及び給紙ローラ３０が反時計方向に回転する。

このときに、給紙台２１上に積載した最上位の用紙Ｐｕの周囲が正常な状態であれば、左右に配置した捌きローラ２６及び給紙ローラ３０もそれぞれ反時計方向に回転する。

従って、最上位の用紙Ｐｕの周囲が正常な状態であれば、３組の捌きローラ２６及び給紙ローラ３０によって最上位の用紙Ｐｕが各捌き板２７を通過したときに１枚ずつ分離されて下流側に給紙される。

そして、給紙動作が続行されると、給紙台２１に積載した複数の用紙Ｐの積載量は減少するので、制御部１５は所定の枚数減少するたびに給紙台昇降用モータ２２をＯＮ／ＯＦＦ制御して最上位の用紙Ｐｕを給紙位置に到達させている。

一方、図４（ｆ）及び図５に示す如く、給紙台２１が上昇している最中に、給紙台２１上に積載した最上位の用紙Ｐｕと、マイクロスイッチ（給紙位置検出部）と対向していない左側又は右側に配置した給紙ローラ３０との間になんらかの異物Ｉが進入して、給紙台２１の上昇に伴って異物Ｉが最上位の用紙Ｐｕと左側又は右側の給紙ローラ３０との間に挟み込まれると、左側又は右側の給紙ローラ３０はアーム２８を介して一つの回転軸２４を中心にして上方に向かって大幅に揺動して退避位置に至るので、この退避中に異物Ｉを除去できる。

そして、給紙台２１が上昇している最中に、異物Ｉに負荷がかかる前に中央に配置した給紙ローラ３０のローラ位置変位によりマイクロスイッチ３７で給紙台２１上に積載した最上位の用紙Ｐｕが給紙位置に至ったことを検出すれば、給紙台２１が停止するので、給紙装置２０の安全性を確保できる。

この際、左側又は右側の給紙ローラ３０を覆っているケース３５も上方に向かって大幅に揺動して、ケース３５の天面３５ｂがブラケット３６の左側又は右側の切り越し片３６ｄ又は３６ｆに形成したストッパ片３６ｄ１又は３６ｆ１に当接するまで左側又は右側の給紙ローラ３０の退避範囲が許容されている。

上記したように、Ａ２サイズ以上の用紙Ｐと対応して用紙Ｐの幅方向に沿って設置した一つの回転軸２４上に間隔を隔てて取り付けた揺動自在な複数のアーム２８に給紙ローラ３０をそれぞれ支持させ、且つ、複数の給紙ローラ３０のうちで一つの給紙ローラ３０を給紙位置検出部３７と対向させた際、複数の給紙ローラ３０のうちで給紙位置検出部と対向していない例えば左側又は右側に配置した給紙ローラ３０の変位する量は、給紙位置検出部３７と対向している例えば中央の給紙ローラ３０の変位する量よりも大きく設定されている。

この結果、給紙台２１が上昇している最中に、給紙台２１上に積載した最上位の用紙Ｐｕと、左側又は右側の給紙ローラ３０との間になんらかの異物Ｉが進入しても、給紙ローラ３０をアーム２８を介して最上位の用紙Ｐｕよりも上方に向かって揺動させることで異物Ｉを退避させることができるために、最上位の用紙Ｐｕや給紙ローラ３０や異物Ｉを傷つけることなく、給紙装置２０の安全性を確保できる。更に、給紙位置検出部３７は１箇所だけ設けているので、低コストの給紙装置２０を提供できる。

１０…画像形成装置、１１…筐体、１１ａ…一つの外側面、
２０…給紙装置、
２１…給紙台、２２…給紙台昇降用モータ、２３…ローラ駆動用モータ、
２４…一つの回転軸、２６…捌きローラ、２７…捌き板、２８…アーム、
２９…シャフト、３０…給紙ローラ、３１…段付きシャフト、
３２…第１ギア、３３…第２ギア、３４…第３ギア、
３５…ケース、３６…ブラケット、３７…給紙位置検出部（マイクロスイッチ）、
Ｉ…異物、Ｐ…用紙、Ｐｕ…最上位の用紙。

Claims (2)

1. 昇降用モータを介して昇降可能に設けられ、用紙を積載した給紙台と、
   前記用紙の幅方向に沿って設けられ、ローラ駆動用モータによって回転駆動される一つの回転軸と、
   前記一つの回転軸上に間隔を隔てて取り付けた揺動自在な複数のアームにそれぞれ支持され、回転伝達機構を介して回転され，前記給紙台上に積載された前記用紙のうちで最上位の用紙を給紙する複数の給紙ローラと、
   前記複数の給紙ローラのうちで一つの給紙ローラと対向して設置され、前記給紙台の上昇に伴って前記最上位の用紙が前記一つの給紙ローラに接触することで前記アームを介してローラ位置が上方に向かって変位することにより前記最上位の用紙が給紙位置に至ったことを検出する給紙位置検出部と、を備え、
   前記複数の給紙ローラのうちで前記給紙位置検出部と対向していない給紙ローラの変位する量は、前記給紙位置検出部と対向している前記一つの給紙ローラの変位する量よりも大きく設定されていることを特徴とする給紙装置。
2. 前記給紙ローラは、用紙幅方向に３つ設けられており、
   前記給紙位置検出部は、中央の給紙ローラと対向して設置され、中央の給紙ローラを挟んだ左右の給紙ローラの変位する量は、中央の給紙ローラの変位する量よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。

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