JP2007131355A - シート給送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
部品点数が少なく簡単な構成でカムの負荷を欠歯ギアに直接影響しないようにすることで、欠歯ギアの起回転力を低減し、駆動制御精度の優れた駆動制御装置を提供する。
【解決手段】
欠歯ギアは、ソレノイドにより駆動伝達を開始したときに、欠歯ギアが回転付勢手段の付勢力により回転する際に、欠歯ギアは所定角度の回転ガタを有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ピックアップ給紙ローラにシートを間欠的に押圧し、給送する回転伝達装置を備えたシート給送装置に関する。

複写機，プリンタ，ファクシミリ等の画像形成装置には、積載されたシートを一枚ずつ分離して画像形成部へ給送するためのシート給送装置が備えられている。

従来のシート給送装置を図1を用いて説明する。

図1は従来の電磁クラッチを用いたマルチ給紙ローラの一回転制御し、欠歯ギアを用いて積載されたシートを所定なタイミングで間欠的に給紙ローラに押し圧させて駆動伝達機構を示す斜視図である。

給紙ローラ101は給紙軸102の一端に固定されており、又、同軸の他端には、電磁クラッチ（図示しない）も駆動源から駆動が伝われるように固定されている。一方、駆動源から駆動を伝達するように駆動ギア103があって、駆動ギアと噛み合うように欠歯ギア104が配置されて、欠歯ギアと同軸に、欠歯ギア104と軸105、ピン106を介して一体となるカム107が設けられている。又、シート積載する中板108と一体に、カム107に押し付けられているカムフロアー109が設けられている。給紙中板は背面に設けられていた中板ばねにより付勢され、図示しないフレームに回転軸を中心に揺動可能に設けられている。

給紙開始前の状態では、カム107がカムフロアー109を介して給紙中板を最下位に押し下げている状態で、中板ばねよりカムフロアー109の押圧力はカム107の回転中心に通している（図2に示す）。一方、欠歯ギア104はねじりばね（図示しない）に付勢されているトリガーアーム110に回転方向Aに押付けられているとともに、係止部104aにソレノイド111のフラッパー111aが引っ掛かるように位置されている。その際に、欠歯ギア104は歯の欠けている部分が駆動ギア103に対向し、欠歯ギア104に駆動が伝達されていない状態で停止している。この状態では駆動ギア103は回転フリー状態となっている。

給紙開始する時に、ソレノイド111に通電してフラッパー111aが引くと、フラッパー111aが欠歯ギア104の係止104aに外れ、欠歯ギア104がトリガーアーム110の付勢力より回転方向に若干回転して、駆動ギア103に噛み合って回転始まる。

これより、欠歯ギア104、偏心カム107、一体となって一回転し、一回転した後は欠歯ギア104の係止部104a再びソレノイド111のフラッパー111aに引っ掛かり欠歯ギア104の回転が止まっている。

ここで、偏心カム107が回転して、カムフロアー109が偏心カム107の円弧部分から脱すると、給紙中板108は中板バネの押圧力により回転軸を中心に回転し、給紙中板上に積載されたシートを給紙ローラに突き当たるまで跳ね上げられる。

その後、給紙中板上に積載されたシートは給紙ローラ101に中板加圧バネにより押し付けられてから、電磁クラッチに通電し給紙ローラ101の回転と共に搬送される。

前述の従来のシート給送装置では、欠歯ギア104の付勢には、ねじりばね及びトリガーアーム110に用いたが、独立の引張ばね用いたものもある。

前述の従来のシート給送装置では、欠歯ギア104と偏心カム107を一体となっている構成を用いた。このように欠歯ギアを用いた駆動制御装置においては、欠歯ギアを駆動ギアにかみ合うまで回転させる起回転力が必要となる。

しかしながら、上記のような従来の駆動制御装置においては、中板の上昇に付勢する中板スプリングには、積載されたシートを給送ローラに押圧するのに十分な付勢力が必要であり、この強い付勢力がカムフロアー109を介してカム107にも押し付けて、カム107とカムフロアー109の間に強い摩擦力で回転負荷の抵抗モーメントが生じる。このように、欠歯とカムが一体となっているため、欠歯ギア104がカム107からの負荷を直接受けているため、前記の起回転力必要以上の強さになる必要がある。

しかし、この強い起回転力は次のようないろいろな問題が生じる。まず、この強い起回転力に対して、欠歯ギアを係止する係止力を強くする必要もあるため、その強い係止力を解除するには、ソレノイドを大きくするか、又は、新たに解除部を設けなければならなかった。その結果、装置全体の構造が複雑、大きくとなっていた。また、この強い起回転力により、ロックが解除されて欠歯ギアと駆動ギアとがかみ合う際には、必要以上の力を駆動ギアに与えてしまっていた。このため、その瞬間、回転速度が増加していた。

この駆動ギアの回転速度の急激な増加は、駆動ギアと連動するあらゆるギアに対して影響を与え、例えば、一般的な場合で、転写部にシートを直接搬送する搬送ローラと連動している場合には、搬送ローラの回転速度が増加しシートを転写部に押し込む形になり、画像のぶれ等が生じ、画像形成質が低下していた。又、この強い起回転力により、係止する際に、及びロックを解除する時に、強い衝撃が生じて、騒音が大きくなっていた。又、従来では、中板カムの回転負荷を低減するように、カムとカムフロアーの間にグリースを塗布したり、カム又はカムフロアーを高価な特殊材料を使用したりした。又、カムフロアーを図3（特開平08-225167）に示すように、フリー回転自在なころ112を設けられているものもある。その結果、コストが高くなっていた。又、従来の装置では、偏心カムが回転して、カムフロアーが偏心カムの円弧部分から脱すると、給紙中板は中板バネの押圧力により回転軸を中心に瞬時に回転し、勢いよくを給紙ローラに突き当たるまで跳ね上げられる。しかし、勢いよく跳ね上がった給紙中板は給紙ローラに当ってリバウンドし、適切な給紙圧がかからずに給紙不良を起こしたり、衝突の衝撃によるブレで画像ピッチムラ等の画像不良を起こす原因となったり、給紙時に騒音が発生するという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、部品点数が少なく簡単な構成でカムの負荷を欠歯ギアに直接影響しないようにすることで、欠歯ギアの起回転力を低減し、駆動制御精度の優れた駆動制御装置を提供することを目的とする。
また、偏心カムが回転してから、カムフロアーの動きをカムの回転に従って、シート載置板の跳ね上がりを制御して衝突の衝撃によるブレや騒音の発生を防止すると共に、シートの給送不良を防止することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、シートを積載して給送位置と待機位置との間で回動可能に支持されたシート積載板と、前記シート積載板を待機位置から給送位置へ付勢する弾性部材と、前記弾性部材の付勢力により給送位置において前記シート積載板に積載されているシートを送り出すための給送ローラと、所定箇所の歯が欠けている欠歯部分を有し、前記シート積載板の回動を伝達するための欠歯ギアと、前記欠歯ギアから駆動を伝達されるカム駆動軸と、前記欠歯ギアの回転を制御するソレノイドと、前記ソレノイドにより前記欠歯ギアの回転停止を解除したときに、前記欠歯ギアを回転方向に所定角度を回転させる回転付勢手段とを備えたシートを給送するシート給送装置において、前記欠歯ギアは、前記ソレノイドにより駆動伝達を開始したときに、前記欠歯ギアが前記回転付勢手段の付勢力により回転する際に、前記欠歯ギアは所定角度の回転ガタを有するように構成されている。

このような構成を有するシート給送装置によれば、部品点数が少なく簡単な構成でカムの負荷を欠歯ギアに直接影響しないようにすることで、欠歯ギアの起回転力を低減し、駆動制御精度の優れた駆動制御装置を提供することができる。

以下に図面を参照して、この発明の一実施例を例示的に説明する。図4には、この発明の実施形態に係る駆動制御装置を用いたシート給送装置の概略構成図を示す。まずこのシート給送装置の構成を図4に基づいて説明する。

このシート給送装置は、シート積載板に積載されたシートを所定なタイミングで間欠にシート給送ローラに押圧し、電磁クラッチを用いて、シート給送ローラを所定なタイミングで回転制御し、積載されたシートを一枚ずつ分離して、画像形成部へ給送するためのシート給送装置である。

このシート給送装置において、シートを積載して給送位置と待機位置との間で回転移動可能に支持されたシート積載板1と、前記シート積載板1を待機位置から給送位置へ付勢する弾性部材（図示しない）と、前記弾性部材の付勢力により給送位置において前記シート積載板に積載されているシートに圧接してシートを送り出すための給送ローラ2と、前記給送ローラ2を所定なタイミングで間欠に給紙軸11を介して駆動を伝達し、駆動源に接続されて回転を制御する電磁クラッチ3と、前記シート積載板1と一体となるカムフロア―12と前記カムフロア―12を介して、前記シート積載板1を前記弾性部材の付勢力に抗して待機位置に移動させるための偏心カム4と、外周の1ケ所に歯が欠けている欠歯部分を有し、前記偏心カム4へ駆動を伝達／遮断するため欠歯ギア5と、一端前記偏心カム4の回転中心となり、前記偏心カム4と連結し、駆動を伝達する、他端前記欠歯ギア5の回転中心となり、前記欠歯ギア5から駆動を伝達されるカム駆動軸6と、前記欠歯ギアの回転を制御するソレノイド7と、前記ソレノイド7により前記欠歯ギア5の回転停止を解除したときに、ねじりばね（図示しない）により前記欠歯ギア5を回転方向に所定角度を回転させる回転付勢アーム8と、駆動源に接続されて、前記欠歯ギア5の回転が停止している時に、前記欠歯ギア5の欠歯部分と対向した位置に配置され、前記ソレノイド7により前記欠歯ギア5の回転停止を解除したときに、前記欠歯ギア5の有歯部分に噛み合って駆動を伝達する駆動ギア9と、を備える。

図5は、本発明に係るシート給送装置の駆動部を示す拡大斜視図である。図5に基づいてさらに詳しく説明する。前記欠歯ギア5には、前記駆動ギア9と噛み合い可能な有歯部分を有し、該欠歯ギア5の欠歯部分の位置に応じて前記ソレノイド7により駆動の伝達／遮断が制御されている。前記欠歯ギア5には前記ソレノイド7のフラッパー7aにより係止られ、回転を停止させる係止部5aと、前記回転付勢アーム8により付勢されて、回転を開始させる付勢部5bが設けられている。前記ソレノイド7により駆動伝達を開始したときに、前記ソレノイド7のフラッパー7aが前記欠歯ギア5の係止部5aから離れて、前記欠歯ギア5が前記回転付勢アーム8の付勢力により回転方向に所定な角度回転し、前期欠歯ギア5の有歯部分が前記駆動ギア9に噛み合うようになっている。

図5に示している構成を側面図で図6に示す。ただし、図6には、分かりやすくするように分けて示している。図6を用いて説明する。前記カム駆動軸6の前記欠歯ギア側には、前記カム駆動軸6の軸中心に垂直に貫通され、かつ前記カム駆動軸6と一体になり、前記欠歯ギア5の回転を前記カム駆動軸6に伝達するスプリングピン10が設けられている。前記欠歯ギア5には、駆動がスプリングピン10を介して前記カム駆動軸に伝達されるように、前記スプリングピン10を格納する溝部5cが設けられている。前記ソレノイド7により駆動伝達を開始したときに、前記ソレノイド7のフラッパー7aが前記欠歯ギア5の係止部5aから離れて、前記欠歯ギア5が前記回転付勢アーム8の付勢力により回転方向に所定な角度回転する際に、前記欠歯ギア5が前記スプリングピン10に駆動を伝達しないで回転フリーとなるように一定な回転フリー角度を持たせるように、前記欠歯ギア5のスプリングピン格納溝部5cは、前記スプリングピン10と間に、前記欠歯ギア5の回転方向において、所定なフリー空間5c1が設けられている。

次に、偏心カム4の外周形状について、図7を用いて説明する。又、前記偏心カム4の外周形状には、カムフロアー12に接する部分において、シート積載板を給紙位置より待機位置に移動させる際に、前記偏心カムが回転しながら給紙積載板と一体になっているカムフロアーに押し下げるように、回転中心からの半径が徐々に大きくなる下降曲線部と、前記シート積載板が待機位置に到達されてから、前記ソレノイドのフラッパーが前記欠歯ギアの係止部に引っ掛かるまで、前記偏心カムが前記欠歯ギアの回転に従って回転するように、中心を前記偏心カムの回転中心とする大円弧部と、前記欠歯ギアが前記ソレノイドのフラッパーに引っ掛かられて回転停止してから、前記偏心カムが慣性力、及びカムフロア―からの押圧力により生じる回転付勢モーメントで、所定な角度を回転続けるように略ω形状部と、前記偏心カムが停止位置の前後において前記偏心カムの回転中心を中心とする停止円弧部と、前記シート積載板を待機位置より給紙位置に移動させる際に、前記偏心カムが前記カムフロアーより跳ねないように、回転中心から半径が徐々に小さくなる上昇曲線部と、シート積載板が給紙位置に移動された時に、所定な時間にシートを前記給紙ローラに押付けるように、前記偏心カムが前記カムフロアーに押付けないように非作用部と構成されている。又、前記偏心カムには、前記大円弧部半径が前記停止円弧部の半径より、やや大きくとなることが特徴とする。

本発明に係るこの実施例は、上述の如く構成したので、その作用について、次の六つの段階に分けて説明する。

まず、前記シート積載板1を給紙位置より待機位置に移動させ、待機位置に到達され、前記ソレノイド7のフラッパー7aが前記欠歯ギア5の係止部5aに引っ掛かるまでには、次の3段階に分ける。

第1段階、前記偏心カム4が前記欠歯ギア5の回転に従って回転する段階である。この段階はシート積載板1の下降段階である。図8に示す。この段階において、偏心カム4はまず下降曲線部がカムフロア―12に押し付けて、徐々に大円弧に到達する。次に大円弧部を過ぎたところに、前記欠歯ギア5の有歯部分が前記駆動ギア9との噛み合いが離れる。

第2段階、欠歯ギア5と駆動ギア9の噛み合いが離れてから、欠歯ギア5の回転が停止するまで段階である。前記第1段階の前記偏心カム4のカムフロア―12に押し付けるポイントが大円弧部を過ぎたところに、前記欠歯ギア5の有歯部分が前記駆動ギア9との噛み合いが離れる際に、前記回転付勢アーム8が前記欠歯ギア5に付勢力を掛け始める。欠歯ギア5と駆動ギア9の噛み合いが離れてから、欠歯ギア5は慣性力、及び前記回転付勢アーム8の付勢力で回転を続ける。欠歯ギア5が所定の位置まで到達すると、前記ソレノイド7のフラッパー7aが前記欠歯ギア5の係止部5aに引っ掛かれて、欠歯ギアの回転が停止する。

第3段階、欠歯ギア5の停止から偏心カム4の停止（シート積載板1が待機位置に到達）まで。図9に示したのは、前記第2段階終了し、第3段階開始する状態である。前記第2段階の欠歯ギアの5回転が停止するところにおいて、前記カムフロア―12からの前記偏心カム4への押圧力の作用方向は前記偏心カム4の回転中心よりずれるために、前記偏心カム4に回転付勢モーメントが生じる。これから、前記偏心カム4が慣性力、及びカムフロア―12からの押圧力により生じる回転付勢モーメントで、勢いよく所定な角度を回転続けるようにできる。その際に、前記偏心カム4と一体となっている前記カム駆動軸6、及び前記スプリングピン10も前記偏心カム4の回転と一緒に所定な角度が回転し、前記欠歯ギア5に前記フリー回転空間5c1（図6）ができる。又、この段階において、シート積載板1も停止位置に到達し、停止する。この段階終了した状態は図6に示している。

次に、シート積載板1が待機位置から給紙位置まで移動させる段階において、次の2段階を分ける。

第4段階、ソレノイド7の作動により欠歯ギア5の回転開始から欠歯ギア5の有歯部分が駆動ギア9に噛み合いまで次の給紙開始する時に、前記ソレノイド7により駆動伝達を開始したときに、前記ソレノイド7のフラッパー7aが前記欠歯ギア5の係止部5aから離れると、前記第三段階においてできたフリー回転空間5c1があるために、前記欠歯ギア5が前記偏心カム4からの負荷を受けずに、前記回転付勢アーム8の付勢力によりスムーズに回転始める。前記欠歯ギア5が前記回転付勢アーム8より所定な角度を回転してから、前記欠歯ギア5の有歯部分が前記駆動ギア9に噛み合い位置に到達する。図10には、第4段階が終了した状態を示している。

第5段階、欠歯ギア5の有歯部分が駆動ギア9に噛み合い開始からシート積載板1が給紙ローラ2に押付ける給紙位置に到達まで前記欠歯ギア5の有歯部分が駆動ギア9に噛み合いとなると、欠歯ギア5は駆動ギア9によって回転続ける。そして、前記偏心カム4が前記カム駆動軸6、前記スプリングピン10を介して、前記欠歯ギア5の回転について回転始める。又、この段階において、前記偏心カム4にシート積載板1の付勢ばねよりカムフロアー12を通じての反力の作用方向を、前記偏心カム4の回転中心に近づくようになっているため、シート積載板1の上昇は前記偏心カム4の回転に従って上昇し、跳ね上がりがなく、衝撃によるブレや騒音の発生を防止するのは可能にした。図11は第5段階を示している。

最後に、第6段階は、シート積載板1が給紙位置にある段階である。前記偏心カム4の回転が非作用部部分のカムフロア―12に面する位置になると、シート積載板1が前記給紙ローラ2に押付ける位置に到達する。これから、前記偏心カム4の下降曲線部がカムフロア―12に面するまで、前記偏心カム4が前記カムフォロア―12から離れている。この段階においては、前記偏心カム4が前記カムフロア―12に押圧してない状態となり、カムフロア―12と一体であるシート積載板1も前記カムフロア―12を介しての前記偏心カム4からの押圧を受けていない状態となる。前記シート積載板1は前記付勢部材により付勢され、前記給紙ローラ2に押付け、前記シート積載板1と前記給紙ローラ2の間に所定な給紙圧が得ることが出来る。又、この段階において、前記偏心カム4が前記カムフロー12に押圧しない範囲は、シート積載板1の積載されたシート束の高さによって変わる。

以上述べた本発明にかかるシート給送装置は、プリンタなどの画像形成装置を始めとして、複写機等の多種多様な画像形成装置に対して広く適用することが可能である。

従来技術の構成を示す斜視図である。 従来技術を説明する断面図である。 従来技術の一例を示す斜視図である。 本発明に係るシート給送装置の一実施例の構成を示す斜視図である。 本発明に係るシート給送装置実施例駆動部の構成を示す拡大斜視図である。 本発明に係るシート給送装置実施例駆動部の構成を示す側面図である。 本発明に係るシート給送装置に用いた偏心カムの側面図である。 シート積載板の下降段階を示す斜視図である。 第2段階終了し第3段階開始の状態を示す側面図である。 第4段階終了した状態を示す側面図である。 第5段階であるシート積載板の上昇状態を示す斜視図である。

符号の説明

シート積載板
給紙ローラ
電磁クラッチ
偏心カム
欠歯ギア
カム駆動軸
ソレノイド
回転付勢アーム
駆動ギア
スプリングピン
給紙軸
カムフロア―

Claims (1)

1. シートを積載して給送位置と待機位置との間で回動可能に支持されたシート積載板と、
   前記シート積載板を待機位置から給送位置へ付勢する弾性部材と、
   前記弾性部材の付勢力により給送位置において前記シート積載板に積載されているシートを送り出すための給送ローラと、
   所定箇所の歯が欠けている欠歯部分を有し、前記シート積載板の回動を伝達するための欠歯ギアと、
   前記欠歯ギアから駆動を伝達されるカム駆動軸と、
   前記欠歯ギアの回転を制御するソレノイドと、
   前記ソレノイドにより前記欠歯ギアの回転停止を解除したときに、前記欠歯ギアを回転方向に所定角度を回転させる回転付勢手段とを備えたシートを給送するシート給送装置において、
   前記欠歯ギアは、前記ソレノイドにより駆動伝達を開始したときに、前記欠歯ギアが前記回転付勢手段の付勢力により回転する際に、前記欠歯ギアは所定角度の回転ガタを有することを特徴とするシート給送装置。
   
   
   
   
   
   
   

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