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発明の名称 給紙装置及び画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−62933(P2007−62933A)
公開日 平成19年3月15日(2007.3.15)
出願番号 特願2005−251341(P2005−251341)
出願日 平成17年8月31日(2005.8.31)
代理人 【識別番号】100091867
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 アキラ
発明者 中村光孝
要約 課題
給紙軸回動への負荷力が大きくなりにくく、また大きくなってしまった場合にも適正に給紙軸を回動させることができるような給紙装置及び画像形成装置を提供する。

解決手段
給紙コロ3が取り付けられる給紙軸4に、シート積載台2に積載したシート1を給紙コロ3に当接させる給紙位置と該給紙コロ3から離間する待機位置との間で移動するカム6、駆動ギヤ13から給紙軸の回転駆動力が伝達させる欠歯ギヤ12、該欠歯ギヤ12が前記駆動ギヤ13に対しデフォルト状態時に給紙軸4を停止させる停止手段及び該停止手段が解除されたとき給紙軸4に回動力を付勢する引っ張りコイルばね18を有する給紙装置において、引っ張りコイルばね18の回動力が、給紙軸4の回動開始後に増大するように設定されている。
特許請求の範囲
【請求項1】
給紙コロが取り付けられる給紙軸に、シート積載部に積載したシートを給紙コロに当接させる給紙位置と該給紙コロから離間する待機位置との間で移動するカム、駆動ギヤから給紙軸の回転駆動力が伝達させる欠歯ギヤ、該欠歯ギヤが前記駆動ギヤに対しデフォルト状態時に給紙軸を停止させる停止手段及び該停止手段が解除されたとき給紙軸に回動力を付勢する回動手段を有し、
前記停止手段の解除されると、給紙軸が前記回動手段により回動して欠歯ギヤが駆動ギヤに噛み合い、前記カムを介してシート積載部のシートが給紙位置に移動し、給紙コロの回転により給紙する給紙装置において、
前記回動手段の回動力が、前記給紙軸の回動開始後に増大するように設定されていることを特徴とする給紙装置。
【請求項2】
請求項1に記載の給紙装置において、
前記回動手段が、前記給紙軸に取り付けられたディスクと、該ディスクに回動力を付勢する弾性体部材とを有し、該弾性体部材を前記ディスクへの取り付けるボス位置の関係を、前記給紙軸の回動力が給紙軸回動開始後に増大するように設定したことを特徴とする給紙装置。
【請求項3】
請求項2に記載の給紙装置において、
前記弾性体部材が引張コイルばねであり、該引張コイルばねとその引張コイルばねを取り付けるためのボス位置の関係を、前記給紙軸の回動力が給紙軸回動開始後に増大するように設定したことを特徴とする給紙装置。
【請求項4】
請求項2に記載の給紙装置において、
前記弾性体部材が圧縮コイルばねであり、該圧縮コイルばねとその圧縮コイルばねを取り付けるためのボス位置の関係を、前記給紙軸の回動力が給紙軸回動開始後に増大するように設定したことを特徴とする給紙装置。
【請求項5】
請求項2に記載の給紙装置において、
前記弾性体部材がベルト状のゴム状弾性体であり、該ゴム状弾性体とそのゴム状弾性体を取り付けるためのボス位置の関係を、前記給紙軸の回動力が給紙軸回動開始後に増大するように設定したことを特徴とする給紙装置。
【請求項6】
請求項1に記載の給紙装置において、
前記回動手段が、前記給紙軸に取り付けられたディスクと、該ディスクに回動力を付勢する磁力部材とを有し、該磁力部材を前記ディスクに取り付けられた金属体と、該金属体と前記ディスクに回動力を付勢する方向に引き付ける電磁石とで構成されていることを特徴とする給紙装置。
【請求項7】
請求項1に記載の給紙装置において、
前記停止手段を解除し前記給紙軸を回動させるタイミングが操作盤からの手入力信号により決定されることを特徴とする給紙装置。
【請求項8】
請求項1に記載の給紙装置において、
前記停止手段を解除し前記給紙軸を回動させるタイミングが前記シート積載部のシートの有無を検知するセンサの信号により自動的に決定されることを特徴とする給紙装置。
【請求項9】
請求項1に記載の給紙装置において、
前記停止手段を解除し前記給紙軸を回動させるタイミングが前記ディスクのボス位置を検知するセンサの信号により自動的に決定されることを特徴とする給紙装置。
【請求項10】
請求項7〜9の何れかに記載の給紙装置において、
前記停止手段の解除を任意のタイミングの電気信号によってON/OFFされる電磁ソレノイドを用いることを特徴とする給紙装置。
【請求項11】
請求項2〜5のいずれかに記載の給紙装置において、
前記弾性体部材の回動力曲線を滑らかに設定したことを特徴とする給紙装置。
【請求項12】
請求項2〜4のいずれかに記載の給紙装置において、
前記ディスクに設けられ、前記弾性体部材が取り付けられるボスは、その径が前記弾性体部材の取り付け輪の径の半分以下であることを特徴とする給紙装置。
【請求項13】
請求項2〜5のいずれかに記載の給紙装置において、
前記ディスクに設けられ、前記弾性体部材が取り付けられるボスは、その材質が表面性の良い金属材料から成ることを特徴とする給紙装置。
【請求項14】
請求項2〜5のいずれかに記載の給紙装置において、
前記ディスクに設けられ、前記弾性体部材が取り付けられるボスがディスク本体と相対摺動運動することを特徴とする給紙装置。
【請求項15】
給紙コロが取り付けられる給紙軸に、シート積載部に積載したシートを給紙コロに当接させる給紙位置と該給紙コロから離間する待機位置との間で移動するカム、駆動ギヤから給紙軸の回転駆動力が伝達させる欠歯ギヤ、該欠歯ギヤが前記駆動ギヤに対しデフォルト状態時に給紙軸を停止させる停止手段及び該停止手段が解除されたとき給紙軸に回動力を付勢する回動手段を有し、
前記停止手段の解除されると、給紙軸が前記回動手段により回動して欠歯ギヤが駆動ギヤに噛み合い、前記カムを介してシート積載部のシートが給紙位置に移動し、給紙コロの回転により給紙する給紙装置において、
前記シート積載部に前記カムに接し、かつカムの回転に連れ回りする回転体を設けたことを特徴とする給紙装置。
【請求項16】
給紙コロが取り付けられる給紙軸に、シート積載部に積載したシートを給紙コロに当接させる給紙位置と該給紙コロから離間する待機位置との間で移動するカム、駆動ギヤから給紙軸の回転駆動力が伝達させる欠歯ギヤ、該欠歯ギヤが前記駆動ギヤに対しデフォルト状態時に給紙軸を停止させる停止手段及び該停止手段が解除されたとき給紙軸に回動力を付勢する回動手段を有し、
前記停止手段の解除されると、給紙軸が前記回動手段により回動して欠歯ギヤが駆動ギヤに噛み合い、前記カムを介してシート積載部のシートが給紙位置に移動し、給紙コロの回転により給紙する給紙装置において、
前記カムに、当該カムの回転時に前記シート積載部に接して連れ回りする回転体を設けたことを特徴とする給紙装置。
【請求項17】
請求項15または16に記載の給紙装置において、
前記回転体が軸付コロであることを特徴とする給紙装置。
【請求項18】
請求項15または16に記載の給紙装置において、
前記回転体が軸部と該軸部が貫通する貫通穴コロとからなることを特徴とする給紙装置。
【請求項19】
請求項18に記載の給紙装置において、
前記シート積載部に前記回転体の軸部の抜け止め防止形状を設けたことを特徴とする給紙装置。
【請求項20】
請求項17に記載の給紙装置において、
前記シート積載部に前記回転体の軸部に、当該軸部左右対称となるように抜け止め防止形状を設けたことを特徴とする給紙装置。
【請求項21】
請求項16に記載の給紙装置において、
前記軸付コロの表面が、摩擦係数が小さい材料からなるもしくは摩擦係数が小さくなる加工がなされていることを特徴とする給紙装置。
【請求項22】
請求項17に記載の給紙装置において、
前記回転体の軸部が、摩擦係数が小さい材料からなるもしくは摩擦係数が小さくなる加工がなされていることを特徴とする給紙装置。
【請求項23】
請求項16に記載の給紙装置において、
前記貫通穴コロが、摩擦係数が小さい材料からなるもしくは摩擦係数が小さくなる加工がなされていることを特徴とする給紙装置。
【請求項24】
請求項1または15に記載の給紙装置において、
前記カムのシート積載部に対向する面が、摩擦係数が小さい材料からなるもしくは摩擦係数が小さくなる加工がなされていることを特徴とする給紙装置。
【請求項25】
請求項16または21に記載の給紙装置において、
前記軸一体コロの片側、または両側の端面に軸径より大きくコロ径より小さな段を設けたことを特徴とする給紙装置。
【請求項26】
請求項18または23に記載の給紙装置において、
前記貫通穴コロの片側、または両側の端面に軸径より大きくコロ径より小さな段を設けたことを特徴とする給紙装置。
【請求項27】
請求項16、21または25の何れかに記載の給紙装置において、
前記軸一体コロの軸には外側に径が小さくなるようなテーパ形状が設けられており、軸一体コロの軸を受けるための軸受形状の穴が外側に径が小さくなるようなテーパ形状が設けられていることを特徴とする給紙装置。
【請求項28】
請求項15または16に記載の給紙装置において、
前記カムの幅を、前記回転体の幅に給紙軸の左右方向のガタの幅と加えた幅より広くなるように設定したことを特徴とする給紙装置。
【請求項29】
請求項15〜20の何れかに記載の給紙装置において、
前記回転体の幅を、前記カムの幅に給紙軸の左右方向のガタの幅と加えた幅より広くなるように設定したことを特徴とする給紙装置。
【請求項30】
請求項1〜29の何れかに記載の給紙装置を具備することを特徴とする画像形成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、シート積載部に載置したシートを1枚ずつ給紙する給紙装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
【特許文献1】特許第2814707号公報
【0003】
特許文献1には、回転制御されるカムによって、シート材積載台をシート材給送手段に対して離間移動させてシート材とシート材給送手段とを非接触状態に保持させた第1状態と、近接移動させてシート材とシート材給送手段とを接触状態に保持させた第2状態とに転換するシート材給送装置であり、前記カムに対して欠歯歯車を介して回転力を与える駆動歯車と、シート材積載台の第1状態時において欠歯歯車を係止してその欠歯部が駆動歯車に対応して駆動歯車から欠歯歯車へ回転力が伝達されない回転角位置に保持させ、係止解除により欠歯歯車の回転を許容する係脱手段とを有し、シート材積載台の第1状態時において、カムに対するシート材積載台の圧接力で該カムに欠歯歯車が駆動される方向と一致する方向の回動モーメントが働くように構成し、係脱手段の係止解除がなされたときにカムが該回動モーメントで回転することで欠歯歯車が回転して駆動歯車と噛み合い状態になることを特徴とするシート材給送装置が開示されている。
【0004】
このシート材給送装置では、給紙軸に設けた欠歯ギヤが駆動ギヤに噛み合わないデフォルト状態をホームポジションとし、給紙指令が発せられると、欠歯ギヤが駆動ギヤに噛み合う分だけ給紙軸を回転させる。そして、給紙軸が1回転することで、底板を押し上げてシート材を回転する給紙コロに接触させて給紙させるもので、手差し給紙装置に適した構成になっている。
【0005】
ところが、かかる給紙装置では、実際にシート材を給紙する際に、長期的な使用による部品の磨耗で摩擦負荷が上昇したり、多量に紙粉を発生する用紙などを用いると、紙粉が部品間の摺動部に進入したりするなどして、軸の回動を妨げようとする方向に負荷力がかかってしまう。仮に、このような軸の回動を妨げる負荷力が、給紙軸を回動させようとする力を上回ってしまうと、給紙軸が停止してしまい、ジャム、紙遅れなどにつながり、適正な給紙ができなくなるという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、給紙軸回動への負荷力が大きくなりにくく、また大きくなってしまった場合にも適正に給紙軸を回動させることができるような給紙装置及び画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本発明は、給紙コロが取り付けられる給紙軸に、シート積載部に積載したシートを給紙コロに当接させる給紙位置と該給紙コロから離間する待機位置との間で移動するカム、駆動ギヤから給紙軸の回転駆動力が伝達させる欠歯ギヤ、該欠歯ギヤが前記駆動ギヤに対しデフォルト状態時に給紙軸を停止させる停止手段及び該停止手段が解除されたとき給紙軸に回動力を付勢する回動手段を有し、前記停止手段の解除されると、給紙軸が前記回動手段により回動して欠歯ギヤが駆動ギヤに噛み合い、前記カムを介してシート積載部のシートが給紙位置に移動し、給紙コロの回転により給紙する給紙装置において、前記回動手段の回動力が、前記給紙軸の回動開始後に増大するように設定されていることを特徴とする給紙装置を提案する。
【0008】
なお、本発明は、前記回動手段が、前記給紙軸に取り付けられたディスクと、該ディスクに回動力を付勢する弾性体部材とを有し、該弾性体部材を前記ディスクへの取り付けるボス位置の関係を、前記給紙軸の回動力が給紙軸回動開始後に増大するように設定すると、効果的である。
【0009】
さらに、本発明は、前記弾性体部材が引張コイルばねであり、該引張コイルばねとその引張コイルばねを取り付けるためのボス位置の関係を、前記給紙軸の回動力が給紙軸回動開始後に増大するように設定すると、効果的である。
【0010】
さらにまた、本発明は、前記弾性体部材が圧縮コイルばねであり、該圧縮コイルばねとその圧縮コイルばねを取り付けるためのボス位置の関係を、前記給紙軸の回動力が給紙軸回動開始後に増大するように設定すると、効果的である。
【0011】
さらにまた、本発明は、前記弾性体部材がベルト状のゴム状弾性体であり、該ゴム状弾性体とそのゴム状弾性体を取り付けるためのボス位置の関係を、前記給紙軸の回動力が給紙軸回動開始後に増大するように設定すると、効果的である。
【0012】
さらにまた、本発明は、前記回動手段が、前記給紙軸に取り付けられたディスクと、該ディスクに回動力を付勢する磁力部材とを有し、該磁力部材を前記ディスクに取り付けられた金属体と、該金属体と前記ディスクに回動力を付勢する方向に引き付ける電磁石とで構成されていると、効果的である。
【0013】
さらにまた、本発明は、前記停止手段を解除し前記給紙軸を回動させるタイミングが操作盤からの手入力信号により決定されると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記停止手段を解除し前記給紙軸を回動させるタイミングが前記シート積載部のシートの有無を検知するセンサの信号により自動的に決定されると、効果的である。
【0014】
さらにまた、本発明は、前記停止手段を解除し前記給紙軸を回動させるタイミングが前記ディスクのボス位置を検知するセンサの信号により自動的に決定されると、効果的である。
【0015】
さらにまた、本発明は、前記停止手段の解除を任意のタイミングの電気信号によってON/OFFされる電磁ソレノイドを用いると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記弾性体部材の回動力曲線を滑らかに設定すると、効果的である。
【0016】
さらにまた、本発明は、前記ディスクに設けられ、前記弾性体部材が取り付けられるボスは、その径が前記弾性体部材の取り付け輪の径の半分以下であると、効果的である。
【0017】
さらにまた、本発明は、前記ディスクに設けられ、前記弾性体部材が取り付けられるボスは、その材質が表面性の良い金属材料から成ると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記ディスクに設けられ、前記弾性体部材が取り付けられるボスがディスク本体と相対摺動運動すると、効果的である。
【0018】
また、上記目的を達成するため、本発明は、給紙コロが取り付けられる給紙軸に、シート積載部に積載したシートを給紙コロに当接させる給紙位置と該給紙コロから離間する待機位置との間で移動するカム、駆動ギヤから給紙軸の回転駆動力が伝達させる欠歯ギヤ、該欠歯ギヤが前記駆動ギヤに対しデフォルト状態時に給紙軸を停止させる停止手段及び該停止手段が解除されたとき給紙軸に回動力を付勢する回動手段を有し、前記停止手段の解除されると、給紙軸が前記回動手段により回動して欠歯ギヤが駆動ギヤに噛み合い、前記カムを介してシート積載部のシートが給紙位置に移動し、給紙コロの回転により給紙する給紙装置において、前記シート積載部に前記カムに接し、かつカムの回転に連れ回りする回転体を設けたことを特徴とする給紙装置を提案する。
【0019】
さらにまた、上記目的を達成するため、本発明は、給紙コロが取り付けられる給紙軸に、シート積載部に積載したシートを給紙コロに当接させる給紙位置と該給紙コロから離間する待機位置との間で移動するカム、駆動ギヤから給紙軸の回転駆動力が伝達させる欠歯ギヤ、該欠歯ギヤが前記駆動ギヤに対しデフォルト状態時に給紙軸を停止させる停止手段及び該停止手段が解除されたとき給紙軸に回動力を付勢する回動手段を有し、前記停止手段の解除されると、給紙軸が前記回動手段により回動して欠歯ギヤが駆動ギヤに噛み合い、前記カムを介してシート積載部のシートが給紙位置に移動し、給紙コロの回転により給紙する給紙装置において、前記カムに、当該カムの回転時に前記シート積載部に接して連れ回りする回転体を設けたことを特徴とする給紙装置を提案する。
【0020】
なお、本発明は、前記回転体が軸付コロであると、効果的である。
さらに、本発明は、前記回転体が軸部と該軸部が貫通する貫通穴コロとからなると、効果的である。
【0021】
さらにまた、本発明は、前記シート積載部に前記回転体の軸部の抜け止め防止形状を設けると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記シート積載部に前記回転体の軸部に、当該軸部左右対称となるように抜け止め防止形状を設けると、効果的である。
【0022】
さらにまた、本発明は、前記軸付コロの表面が、摩擦係数が小さい材料からなるもしくは摩擦係数が小さくなる加工がなされていると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記回転体の軸部が、摩擦係数が小さい材料からなるもしくは摩擦係数が小さくなる加工がなされていると、効果的である。
【0023】
さらにまた、本発明は、
前記貫通穴コロが、摩擦係数が小さい材料からなるもしくは摩擦係数が小さくなる加工がなされていると、効果的である。
【0024】
さらにまた、本発明は、前記カムのシート積載部に対向する面が、摩擦係数が小さい材料からなるもしくは摩擦係数が小さくなる加工がなされていると、効果的である。
【0025】
さらにまた、本発明は、前記軸一体コロの片側、または両側の端面に軸径より大きくコロ径より小さな段を設けると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記貫通穴コロの片側、または両側の端面に軸径より大きくコロ径より小さな段を設けると、効果的である。
【0026】
さらにまた、本発明は、前記軸一体コロの軸には外側に径が小さくなるようなテーパ形状が設けられており、軸一体コロの軸を受けるための軸受形状の穴が外側に径が小さくなるようなテーパ形状が設けられていると、効果的である。
【0027】
さらにまた、本発明は、前記カムの幅を、前記回転体の幅に給紙軸の左右方向のガタの幅と加えた幅より広くなるように設定すると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記回転体の幅を、前記カムの幅に給紙軸の左右方向のガタの幅と加えた幅より広くなるように設定すると、効果的である。
また、上記目的を達成するため、本発明は、請求項1〜29の何れかに記載の給紙装置を具備することを特徴とする画像形成装置を提案する。
【発明の効果】
【0028】
本発明の構成によれば、給紙軸を回動する負荷を最小限に押えることができ、また経時により給紙軸への負荷力が大きくなった場合にも、軸が停止することなく適正な回動を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0029】
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図1は、本発明に係る給紙装置の一実施形態を示す側面図、図2はその斜視図である。
【0030】
図1及び図2に示した給紙装置は、シート1を載置するシート積載部としてのシート載置台2とそのシートを給紙する給紙手段とを有し、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ.或いはこれらの少なくとも2つの機能を有する複合機などとして構成される画像形成装置に設けられている。
【0031】
給紙手段は、給紙軸4に設けられた給紙コロ3を有し、給紙コロ3は少なくともその周面がゴムなどの摩擦材で構成されている。また、シート積載台2はその底板5が給紙コロ3側を先端としたとき、その先端側が後述する例えば、スプリング等からなる付勢手段35によって上方への押し上げ力が付勢されているが、通常、図2及び図4に示すカム6によって給紙コロ3から離れた待機位置に保持されている。カム6は、上記給紙軸4に固定されており、したがって給紙コロ3が回転するときにカム6が回転してシート積載部2の底板5が待機位置から給紙位置に移動し、積載されているシートが回転している給紙コロ3に接する。
【0032】
給紙軸4には、図2に示すように、その給紙軸4の右端に欠歯ギヤ12が設けられており、その欠歯ギヤ12の下方には該欠歯ギヤ12と噛み合い可能で、図示していない駆動装置によって回転駆動される駆動ギヤ13が配置されている。給紙コロ3は、通常、シート載置台2の底板5から離間した待機位置にあり、この待機位置において欠歯ギヤ12と駆動ギヤ13は噛み合っていないデフォルト状態である。すなわち、図5に示すように欠歯ギヤ12の欠歯部分が駆動ギヤ13に対向するデフォルト状態である。そして、給紙手段には図3に示すように、この待機位置に給紙軸4を停止させる停止手段を備えている。図示する停止手段は、給紙軸4に固定されたディスク15に形成された係止部22と、該係止部22に係脱可能な係止爪21とを有し、係止爪21はフラッパ19を持つ電磁ソレノイド20によって作動される。すなわち、電磁ソレノイド20をON/OFFすることによってフラッパ19の係止爪21がディスク15の係止部22に係脱する。さらに、ディスク15にはボス14が設けられ、このボス15に給紙軸4に回動力を付勢する回動手段としての引っ張りコイルばね18の一端が取り付けられ、該コイルばね18の他端は装置本体の機枠16の引っ掛け部17に係止され、ディスク15を介して給紙軸4を図3の時計方向への回動力を常時付勢している。この引っ張りコイルばね18の回動力により、ディスク15の係止部22が係止爪21に係止された待機位置に保持されている。この待機位置が給紙装置のホームポジションとなり、ユーザーは底板5が下がった位置にあるシート積載台2に給紙するシートをセットしたりすることができる。
【0033】
さて、この待機位置において、図4に示すように、カム6はその大径部27がシート載置台2の底板5の上縁28に当接してシート載置台2の底板5が押し下げられており、このときシート載置台2にシート1を載置できるとともに、載置したシート1はその先端が給紙パッド7の上側に位置した状態で待機する。このシート1を給紙する場合、係止爪21を係止部22から外したとき、欠歯ギヤ12が駆動ギヤ13に噛み合うまで給紙軸4を回転させる必要がある。この給紙軸4の回転を上記引っ張りコイルばね18の回動力によって行う。すなわち、電磁ソレノイド20をONしてフラッパ19の係止爪21がディスク15の係止部22から外れると、引っ張りコイルばね18の回動力によってディスク15を介して給紙軸4が図3の時計方向に回動する。そして、欠歯ギヤ12が駆動ギヤ13に噛み合うと、駆動ギヤ13の回転駆動によって給紙軸4が1回転する。給紙軸4の1回転するとき、カム6と給紙コロ3も回転する。カム6の回転により、その大径部27の反対側の小径部分がシート積載台2の底板5に接して該底板5が図6に示すスプリング35によって押し上げられ、載置されたシート1が給紙コロ3に接する。このとき、給紙コロ3も回転しているので、シート1は図6の矢印A方向に給紙される。このとき、シート積載台2に載置したシート1は底板5に設けられた給紙パッド7及びその給紙方向下流側で支点9を中心に回動可能な受け台8に設けられスプリング11で給紙コロ3に当接する方向へ押された分離パッド10により給紙コロ4に接する最上紙のみが給紙される。
【0034】
かくして、シート積載台2に載置したシート1が給紙されるが、積載台から送り出されたシート1はその搬送経路に設けられた搬送ローラ(図示せず)挟持され、画像形成装置の作像部へ送られる。したがって、本給紙装置はシート1を搬送ローラに挟持される分を送り出すものである。
【0035】
かかる給紙装置において、待機位置に静止している給紙軸4を回動する回動力は引っ張りコイルばね18の引っ張り力に依存する。また、給紙軸4にはその回転を妨げるような様々な負荷が存在し、カム6のシート積載台2の底板5への当接はその代表的なものと言える。さらに、給紙軸4の回動を妨げる負荷としては先に説明したように、経時使用による部品の摩耗や紙紛等の異物が摺動部に浸入することが挙げられる。
【0036】
そこで、本発明では引っ張りコイルばね18を適度の回動力のものを使用した場合、引っ張りコイルばね18などの回動手段の回動力を最大限に発揮することができるように創意工夫したものであり、その実施形態を図7から図14を用いて順次説明する。
【0037】
図7は、図3のディスク15を拡大して示した図であり、かかる配置において引っ張りコイルばね18による給紙軸4の回動力と、回動方向を横軸の正としたときのディスク15の回転角度との関係のグラフを図8に示す。
【0038】
図8において、給紙指令が発せられて電磁ソレノイド20がONし、フラッパ19の係止爪21がディスク15の係止部22から外れて引っ張りコイルばね18の回動力によってディスク15を介して給紙軸4が図3の時計方向に回動開始するときを第1の状態とし、給紙軸4が回転して欠歯ギヤ12が駆動ギヤ13に噛み合ったときを第2の状態とする。
【0039】
第1の状態において、給紙軸4の回動開始時の回動力のみを考慮してディスクボス14の位置を決定すると、図8に示すように、回動開始から第2の状態に移るまで、引っ張りコイルばね18の回動力は大きく右下がりになる。この場合、例えば異物がカム6とシート積載台2の底板5の間に侵入し、給紙軸4への負荷力が著しく上がるような状態になると、給紙軸4の回動開始直後は正常に軸が回動しても、回動力は大きく減少していくので、途中で回動力が給紙軸4への負荷力を下回り、給紙軸4が停止してしまう可能性がある。
【0040】
そこで、図9に示すように、ディスク15のボス14の角度位置を変更することで、図10のグラフに示すように引っ張りコイルばね18の回動力のピークより前に回動開始点を設定する。このように設定すると、回動開始後に回動力が増大する、すなわち、回動開始後の給紙軸4の回転モーメントが増大するように設定しているので、図8の場合と比べ給紙軸4への負荷力に対する余裕が大きく、例えば異物がカム6と底板5の間に侵入し、給紙軸4への負荷力が著しく上がるような状態になっても、給紙軸4が正常に回動する可能性が高くなる。
【0041】
また、引っ張りコイルばね18に少々の負荷に負けない程の強力な引っ張り力のものを用いることで目的を達成できるのではと考えられるが、引っ張りコイルばね18が強力であると、電磁ソレノイド20の係止解除時に、その係止爪21とディスク15の係止部22との摩擦が大きくなり、ソレノイドの電磁力だけでは係止解除が不完全になったり、解除自体ができなくなったりする可能性がある。
【0042】
また、ここで給紙軸4の係止手段に用いている電磁ソレノイド20は、電気的応答性が早く、図10のグラフ上における軸の回動開始点のタイミングを時間的に精度よく位置させることができ、よりばらつきのない状態のまま、軸が正常に回動するのを維持する。
【0043】
図11〜図13は、本発明のそれぞれ他の実施形態を示す説明図である。図11に示す実施形態では、回動手段として用いる弾性体部材が引っ張りコイルばね18ではなく、圧縮コイルばね30を用いている。また、圧縮コイルばね30の伸縮方向をガイドするようなガイド部品31を設け、圧縮コイルばね30が常に直線を保つようにガイド部品31の方向に回動可能にする。この場合も、圧縮コイルばね30の回動力曲線は図10に示すようになり、ディスク15のボス14の角度位置の設定で、回動開始点を回動力のピークより前に設定することが可能である。
【0044】
また、図12に示す実施形態では、回動手段として用いる弾性体部材が引っ張りコイルばね18ではなく、ベルトなどに代表されるゴム状材料33を用いても、回動力曲線は図10に示すようになり、ディスク15のボス14の角度位置の設定で、回動開始点を回動力のピークより前に設定することが可能である。
【0045】
図13は、本発明のさらに他の実施形態を示す説明図である。図13に示す実施形態では、回動手段として弾性体部材ではなく磁力を用いており、具体的にはディスク15に磁性材料からなる金属体35を設置し、その金属体35をディスク15が図の時計方向に回転する方向に引き付ける電磁石34を設ける。この金属体35と電磁石34は距離が小さいほど強い電磁力が働くので、回動開始後の回動力が増大される。
【0046】
ところで、給紙を開始するタイミングは、ユーザーが操作盤(図示せず)を入力した信号36を直接電磁ソレノイド20に送るように構成する。また、シート積載台2に複数枚載置して連続給紙できるように、シート積載台2には図14に示すように、載置されたシート1を検知する回転型のフィラー37を設け、シートの有無でON/OFFするフィラー37のシートON信号を電磁ソレノイド20へ送信することで、複数枚給紙を行う際は自動的に給紙軸4の回動が行われる。さらにまた、給紙開始は給紙軸4が待機位置に必要であり、この開始点を検知するため本給紙装置ではディスク15のボス14の角度位置を検知するセンサ38を設け、一回転ごとに電磁ソレノイド20へ送信することで、自動的に給紙のための回動が行われる。
【0047】
かくして、上記説明した給紙装置は給紙軸4の回動力を増大させることで、安定した給紙動作を得ようとするものであるが、安定した給紙動作は給紙軸4にかかる負荷自体をより小さくする工夫をなすことによって得られる。図15では、ディスク15に設けた引っ張りコイルばね18を引っ掛けるためのボス14の径が大きい場合、引っ張りコイルばね18の輪内円26と、ボス14の表面の接触面積が大きくなり、介在する摩擦力も大きくなる。そして、給紙軸4の回転に伴いボス14も回転しながら移動を行うので、摩擦力が大きくなると図15に示すように引っ張りコイルばね18端部がボス14の回転方向へゆがんでしまう。これにより、図8に示す回動力曲線にゆがみが生じてしまい、結果的に搬送速度のばらつきを大きくする要因となる。
【0048】
そこで、本実施形態では図16に示すようにディスク15のボス14Aとして給紙軸4引っ張りコイルばね18の輪内円26の半分以下程度の径のものを用いれば、ここでの摩擦力が小さくなり、引っ張りコイルばね18の直線性が保たれるので、弾性体部品の回動力曲線が滑らかになる。よって、回動の速度にばらつきのない状態のまま、給紙軸4の正常回動が維持される。また、引っ掛け用のボス14の代わりに表面性の良い金属製のピンを用いると、いっそう摩擦力が小さくなり、弾性体部品の回動力曲線が滑らかになって、回動の速度にばらつきのない状態のまま、軸の正常回動が維持される。さらにまた、ディスク15に設けたボス14がディスク15に対して回転自在に装着し、相対的に回転運動するように、ディスク15を複数部品により構成すると、いっそう摩擦力が小さくなり、弾性体部品の回動力曲線が滑らかになって、回動の速度にばらつきのない状態のまま、軸の正常回動が維持される。なお、表面性の良い金属製のピンとしては、例えば鉄、アルミ、ステンレス等であるが、金属製のピンの代わりにメッキや研磨等の摩擦係数を小さくする加工を施した部材であっても良い。
【0049】
上記したように、待機位置に静止している給紙軸4を経時にわたって確実に回動するには、引っ張りコイルばね18などの回動手段の回動力を最大限に発揮させる他に、回動に対する負荷自体を小さくするが有効である。その負荷にはシート積載台2の底板5との当接しているカム6の回動がある。このカム6を回動するときの負荷をできるだけ小さくすることができればきわめて有利である。
【0050】
そこで、本発明では、図17に示すように、カム6が当接するシート積載台2の底板5にカム6の回転によって連れ回りする回転体としての従動コロ29を設けている。このような従動コロ29を設ければ、カム6と底板5が摺接する摩擦を小さくすることができる。このとき、従動コロ29の形態としては図18に示すようにコロと軸が一体に設けられている軸一体コロ29Aと、図19及び図20に示すように貫通穴付コロ37と軸36が別体で設けられている軸別コロ29Bがある。本実施形態では、より摩擦力を小さくしたいという要求から後者の軸別コロ29Bを用いている。その理由は、図18に示す軸一体コロ29Aであると、給紙軸4の回動時に摺動する部位は符号50で示すカム6と軸一体コロ29Aの表面との間及び51で示す軸一体コロ29Aの軸と底板5に設けられた軸受との間の2箇所である。これに対し、図19に示す軸別コロ29Bは軸一体コロ29Aと同様のカム6と軸一体コロ29Aの表面との間50及び軸一体コロ29Aの軸と底板5に設けられた軸受との間51に加えて符号52に示す貫通穴付コロ37と軸36の間でも摺動が起こるので、給紙軸4への負荷力はより低減され、給紙軸4は長期にわたって正常な回動を維持することができる。
【0051】
また、上記した従動コロ29は、図21に示すように、カム6の先端に設けても有効である。確かに、カム6に設けた場合、カム6が回転するとすぐに従動コロ29がシート積載台2の底板5から離れてしまうが、給紙軸4の回動負荷は引っ張りコイルばね18によって回動する僅かな回転角度であるので問題にならない。
【0052】
ところで、底板5やカム6に設ける従動コロ29として軸別コロ29Bを採用した場合、給紙軸4の回転にともないカム6は回動運動を、底板5は上下運動を繰り返す。このとき、軸36がスラスト方向に動いて底板5やカム6から外れ、さらに貫通穴付コロ37が抜け落ちることが起こり得る。
【0053】
そこで、軸別コロ29Bは図19及び図22に示すように、軸36の一端に軸より大径の鍔55を設け、他方底板5またはカム6にはその鍔55が当たる抜け止め54を設けている。このように構成すると、図22において軸36が右方へ抜けることは鍔55が底板5またはカム6の軸受板32に当たって阻止され、図22の左方へ抜けることは鍔55が抜け止め54に当たって阻止される。これにて、軸別コロ29Bの軸36の抜けを防止することができる。
【0054】
図23は、軸36の抜けを防止することができる別の実施形態であって、本実施形態では軸36の貫通穴付コロ37支持部分を両端より大径にする大径部56を軸36に設けている。この大径部56の径を軸受板32に設けた取り付け穴32Aより、大径にすることで、底板5やカム6に特別に抜け止めを設けることなく、軸36の抜け止めを達成することができる。また、軸36は大径部56を設けても左右対称なので、組み付けが容易である。
【0055】
ところで、図18に示した軸一体コロ29Aはその軸と軸受板32の間51で摺動が起こるが、例えば軸一体コロ29Aがプラスチック材料の場合、長期間、装置を使用すると、その軸部には図6に明示するように常に底板5の下方の付勢手段45により圧を受けているので、やがて軸部に磨耗が生じ、摺動しにくくなり、負荷力が増大してしまう。ここで、軸一体コロ29Aを上記した表面性の良い金属や加工を施すことにより、軸部の摩耗を低減させると、長期間装置を使用しても給紙軸の回動を妨げる方向への負荷力を増大させることなく、給紙軸が停止することなく適正な回動を維持することができる。
【0056】
同様に、図19に示した軸別コロ29Bを使用する場合にも、軸36を上記した表面性の良い金属や加工を施したものにすれば軸36の摩耗が低減し、また貫通穴付コロ37も表面性の良い金属等にすればその表面及び穴での摩耗が低減するので、長期間装置を使用しても給紙軸4の回動を妨げる方向への負荷力を増大させることなく、給紙軸4が停止することなく適正な回動を維持することができる。
【0057】
さらに、カム6の少なくとも周面を上記した表面性の良い金属や加工を施したものにすれば、貫通穴付コロ37がプラスチックの場合であっても、コロ表面とカム間50の摩耗を低減させ、長期間装置を使用しても給紙軸の回動を妨げる方向への負荷力を増大させることなく、給紙軸が停止することなく適正な回動を維持することができる。
【0058】
ところで、図22で説明したように、従動コロ29は軸一体コロ29Aや軸別コロ29Bのどちらであっても、コロがスラスト方向に移動する。したがって、コロが左右どちらかに寄った場合に底板5やカム6に設けられた軸受板32の壁面にコロの端面が接触し、摩擦が起きて給紙軸4への負荷力が増大してしまう。
【0059】
そこで、図24に示すように、軸一体コロ29Aの端面に軸径より大きくコロ径より小さな段39を設けることにより、軸受板32の壁との接触面積を減らし、摩擦を低減させ、給紙軸4への負荷力を減らすことができる。
【0060】
また、軸別コロ29Bを用いる場合には、同様にその貫通穴付コロ37貫通穴コロの端面に、穴径より大きくコロ径より小さな段39を設けることにより、軸受板32の壁との接触面積を減らし、摩擦を低減させ、給紙軸4への負荷力を減らすことができる。
【0061】
さらに、従動コロ29として軸一体コロ29Aを用いた場合、図25に示すように軸一体コロ29Aの軸を、外側に向かう程径が小さくなるようなテーパ形状に形成し、それを受ける軸受板32の穴も外側に径が小さくなるようなテーパ形状にすると、軸一体コロ29Aは底板5の付勢手段45から圧を受けるので軸のテーパ形状に沿って、軸一体コロ29Aの両側に位置する軸受板32の壁間の中央へ移動し、軸一体コロ29Aの両端面が軸受板32の壁に接触することが防止される。軸受板32の壁との接触をなくして摩擦を低減させ、給紙軸4への負荷力を減らすことができる。
【0062】
本発明の給紙装置においては、給紙軸4に設けられたカム6と、底板5に設けられた軸一体コロ29Aや貫通穴付コロ37は底板に設けられた付勢手段45による圧により、接触と非接触を繰り返す。このとき、給紙軸4には欠歯ギヤ12や給紙コロ3、軸受など多くの部品が取り付けられており、これら部品間の接触を逃がすために、給紙軸4には左右方向にガタを設けなくてはならない。ここで、カム6と軸一体コロ29Aや貫通穴付コロ37の幅をほぼ同じに設定した場合、ガタにより給紙軸4が左右どちらかによってしまうと、図26に示すように軸一体コロ29Aや貫通穴付コロ37にかかる圧に左右偏差が生まれてしまい、軸一体コロ29Aや貫通穴付コロ37の軸の片端の面圧が高くなり摩擦が大きくなる。その結果、給紙軸4への負荷力が大きくなってしまい、給紙軸4が停止する可能性も出てくる。
【0063】
そこで、図27に示すように、カム6の幅をA、軸一体コロ29Aや貫通穴付コロ37の幅をB、給紙軸4の左右方向のガタの幅をCとすると、A>B+Cとなるようにカム6の幅Aを設定すると、給紙軸4が左右どちらかに寄ってしまった場合にも、軸一体コロ29Aや貫通穴付コロ37にかかる圧は左右方向に均一となり、給紙軸4の負荷力を上げることなく、適正な回動を維持することができる。
【0064】
また、図28に示すように、軸一体コロ29Aや貫通穴付コロ37の幅Bがカム6の幅Aに給紙軸4の左右方向のガタの幅Cを加えた幅より大きくする、すなわち、B>A+Cと設定しても上記実施形態と同様、給紙軸4が左右どちらかに寄ってしまった場合にも、軸一体コロ29Aや貫通穴付コロ37にかかる圧は左右方向に均一となり、給紙軸4の負荷力を上げることなく、適正な回動を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0065】
【図1】本発明に係る給紙装置の構成を示す説明図である。
【図2】図1に示す給紙装置の斜視図である。
【図3】給紙装置の回動手段の構造を示す説明図である。
【図4】給紙装置のカム側の構造を示す説明図である。
【図5】給紙装置の欠歯ギヤと駆動ギヤ側の構造を示す説明図である。
【図6】図1に示す給紙装置の給紙時の態様を示す説明図である。
【図7】回動手段の構成を拡大して示す説明図である。
【図8】従来の回動手段の回動力と、回動方向を正とした時のディスク回転角度との関係を示すグラフである。
【図9】本発明のディスクボスの位置を示す説明図である。
【図10】本発明の回動手段の回動力と、回動方向を正とした時のディスク回転角度との関係を示すグラフである。
【図11】本発明の回動手段の他の実施形態を示す説明図である。
【図12】本発明の回動手段のさらに他の実施形態を示す説明図である。
【図13】本発明の回動手段のまたさらに他の実施形態を示す説明図である。
【図14】給紙軸作動の時期を示す説明図である。
【図15】スプリングとボスの負荷増大時の不具合を示す説明図である。
【図16】スプリングとボスの負荷を減らす実施形態を示す説明図である。
【図17】本発明に係る給紙装置の他の実施形態を示すカム部分の説明図である。
【図18】図17の給紙装置の一実施形態を示す断面説明図である。
【図19】図17の給紙装置の他の実施形態を示す斜視図である。
【図20】図17の給紙装置の他の実施形態を示す断面説明図である。
【図21】本発明に係る給紙装置のさらに他の実施形態を示すカム部分の説明図である。
【図22】コロの抜け止めの一実施形態を示す説明図である。
【図23】コロの抜け止めの他の実施形態を示す説明図である。
【図24】本発明に係る給紙装置のまたさらに他の実施形態を示す説明図である。
【図25】本発明に係る給紙装置のまたさらに他の実施形態を示す説明図である。
【図26】カムとコロの幅の関係を説明する説明図である。
【図27】カムとコロの幅の好ましい関係の一例を示す説明図である。
【図28】カムとコロの幅の好ましい関係の別の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【0066】
1 シート
2 シート積載台
3 給紙コロ
4 給紙軸
5 底板
6 カム
12 欠歯ギヤ
13 駆動ギヤ
14 ボス
15 ディスク
18 引っ張りコイルばね
20 ソレノイド
21 係止爪
22 係止部
29 従動コロ
29A 軸一体コロ
29B 軸別コロ




 

 


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