(57)【要約】【課題】本発明の目的は、使用環境や本体寿命の影響を受けることなく、また駆動負荷の増大を最小限に抑えつつソレノイド通電終了時の衝撃音を完全に防止することができる。【解決手段】給送ローラに回転力を間欠的に伝達するクラッチ装置であって、プランジャ１１２を吸引し又は吸引を開放することによりプランジャ１１２を吸引位置と開放位置との間で移動させるソレノイド１１１や、プランジャ１１１に係止される係止部１８３ａ、プランジャ１１１と非当接状態を保つ第一のカム面１８３ｂ、及びプランジャ１１１をソレノイド側に押し込む第二のカム面１８３ｃを有する制御カム１８３等を備え、プランジャ１１２は、制御カム１８３に押し込まれた際に、吸引位置におけるソレノイド１１１との突き当て部１１４を支点にして、先端部１１２ｔとこれとは反対側の端部１１２ｓとがシーソー状に動作するようにソレノイド１１１に保持されている。【選択図】    図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に回転力を間欠的に伝達するクラッチ装置であって、
前記回転体と同軸に取り付けられ、一部欠歯部を有し、駆動ギアと噛み合い可能な欠歯ギアと、
通電又は通電終了によりプランジャを吸引し又は吸引を開放することにより、前記プランジャを、前記吸引された吸引位置と前記吸引が開放された開放位置との間で移動させるソレノイドと、
前記吸引が開放されたプランジャに係止される係止部と、前記吸引されたプランジャと非当接状態を保つ第一のカム面と、前記吸引されたプランジャに当接して該プランジャをソレノイド側に押し込む第二のカム面とを有し、前記欠歯ギアと一体に回転可能な制御カムと、を備え、
前記プランジャは、前記制御カムに押し込まれた際に、前記吸引位置におけるソレノイドとの突き当て部を支点にして、前記制御カムとの当接部と前記当接部とは反対側の端部とがシーソー状に動作するように前記ソレノイドに保持されていることを特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】
前記プランジャは、前記突き当て部を支点にして、前記プランジャの吸引方向と同方向にシーソー状に動作するように、前記ソレノイドに保持されていることを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
【請求項３】
前記プランジャは、前記突き当て部を支点にして、前記プランジャの吸引方向と交差する方向にシーソー状に動作するように、前記ソレノイドに保持されていることを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
【請求項４】
前記制御カムの第二のカム面は、前記吸引位置にあるプランジャの吸引が開放されるプランジャ復帰位置に設定してあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクラッチ装置。
【請求項５】
シートを給送する給送回転体と、
シートが積載されて上下に移動可能に支持される中板と、
前記給送回転体と同軸に取り付けられ、回転により前記中板の上下動を行う給送カムと、
前記給送回転体に回転力を間欠的に伝達するクラッチ装置と、を有するシート給送装置であって、
前記クラッチ装置として請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクラッチ装置を有することを特徴とするシート給送装置。
【請求項６】
前記制御カムの第二のカム面は、欠歯ギアが駆動ギアと完全に噛み合う領域内であり、且つ吸引位置にあるプランジャの吸引が開放されるプランジャ復帰位置に設定してあることを特徴とする請求項５に記載のシート給送装置。
【請求項７】
前記制御カムの第二のカム面は、給送カムが中板からシート給送方向への回転力を受ける領域内であり、且つ吸引位置にあるプランジャの吸引が開放されるプランジャ復帰位置に設定してあることを特徴とする請求項５に記載のシート給送装置。
【請求項８】
請求項５乃至７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って給送されたシートに画像を形成する画像形成部と、を有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、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に画像形成装置のシート積載部からシートを一枚ずつ送り出すシート給送装置において、給送ローラ等の回転体に回転力を間欠的に伝達するクラッチ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置には、シート積載部に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。このシート給送装置は、本体駆動源よりギアを介して駆動力を伝達される給送ローラに、１回転の間欠動作を行わせるためのクラッチ装置を有している。クラッチ装置が動作し、給送ローラが回転を始めると、給送ローラの軸に取り付けられたカムも回転し、シートが積載された中板がバネの力によって上昇することで、該中板上のシートが給送ローラにバネ圧によって押し付けられる。この圧がかかった状態で給送ローラが回転することにより、シートは積載シート束から給送され、分離パッドによって一枚ずつ分離されて画像形成装置本体に給送される。
【０００３】
ここで、上記従来のシート給送装置が有するクラッチ装置を図１８及び図１９を用いて説明する。図１８はクラッチ装置の要部斜視図、図１９はクラッチ装置の要部断面図である。
【０００４】
図１８及び図１９において、１０は駆動ギアであり、図示しないモータ及びギア列によって常時反時計回り方向に回転されている。駆動ギア１０は全周にわたって複数の歯を有している。
【０００５】
また、給送ローラの軸９には欠歯部を有する欠歯ギアユニット８が設けてある。欠歯ギアユニット８は給送軸９と一体に回転する駆動欠歯ギア８１と、駆動欠歯ギア８１に対して所定量同中心に回動可能に支持される制御欠歯ギア８２、及びユニット内部に制御欠歯ギアの初期動作力を与える欠歯バネによって構成されている。制御欠歯ギア８２には、係止部を設けた制御カム８３が一体に形成されている。給送ローラは、給送軸９を介して、駆動欠歯ギア８１と一体的に回転するように設けられている。
【０００６】
ソレノイド１１には、プランジャ１２が揺動自在に支持されている。プランジャ１２は、付勢手段としてのバネ１３により常時制御カム８３に押し付ける方向に付勢され、ソレノイド１１により所定のタイミングで反対方向に吸引移動されて、制御カム８３の係止部８３ａから退避される。
【０００７】
上記構成のクラッチ装置において、給送開始信号に基づいて上記プランジャ１２を吸引退避させカム係止部８３ａとの係合から解除すると、制御欠歯ギア８２は、欠歯バネによりその有歯部が駆動ギア１０に係合されて駆動ギア１０により回転駆動される。制御欠歯ギア８２が所定量回転すると、駆動欠歯ギア８１が制御欠歯ギア８２により駆動ギア１０側に回転され、駆動ギア１０に係合されて駆動ギア１０により回転駆動される。駆動欠歯ギア８１が駆動されることにより、同軸上の給送ローラ１が回転して、中板上の記録紙等のシートを送り出すことになる。
【０００８】
しかしながら、上記従来例で示したクラッチ装置には以下に挙げる課題がある。
【０００９】
カム８３は硬質樹脂等の剛性部材でできているため、ソレノイド通電終了により、図１９に示すようにプランジャ１２を復帰させてカム８３側へ移動する時には、プランジャ１２がカム８３の外周に衝突して衝撃音が発生する。このようなクラッチ装置を有する給送装置を連続で動作させる場合には、この給送動作が連続して行われるので、前述の衝撃音が非常に耳障りなものとなってしまう。
【００１０】
そこで、このソレノイド通電終了時の衝撃音を低減する技術が開示されている。これは、カム面の復帰面高さをソレノイドプランジャの吸引位置より高くし、必要となるプランジャのオーバーストロークをプランジャ突き当て部の緩衝材で吸収する構成となっている。なお、ここでいうプランジャのオーバーストロークとは、吸引位置にあるプランジャを前記カムによって更に吸引方向に押し込む押し込み量のことである。この構成によれば、ソレノイド通電終了時にプランジャ先端が常にカム面に接触するので、プランジャ復帰時の衝撃音が低減される（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１９０４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、この構成では、前記プランジャのオーバーストローク分を吸収するために緩衝材のつぶれ量を通常使用する場合より大きく設定する必要がある。緩衝材は、材質、使用環境、また繰り返し荷重を受けることによる変化によって変動するが、前述したように緩衝材のつぶれ量を大きくすると、この変動が大きくなる。このため、緩衝材のつぶれ量を大きくすると、使用環境や本体寿命の影響を受けてソレノイドによるプランジャの吸引位置が安定せず、給送動作が不安定になるおそれがある。一方、緩衝材のつぶれ量を大きくしないと、前記オーバーストローク分を吸収できず、プランジャ先端とカム面との接触部において駆動負荷が増大してしまう。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、使用環境や本体寿命の影響を受けることなく、また駆動負荷の増大を最小限に抑えつつ、ソレノイド通電終了時の衝撃音を完全に防止することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、回転体に回転力を間欠的に伝達するクラッチ装置であって、前記回転体と同軸に取り付けられ、一部欠歯部を有し、駆動ギアと噛み合い可能な欠歯ギアと、通電又は通電終了によりプランジャを吸引し又は吸引を開放することにより、前記プランジャを、前記吸引された吸引位置と前記吸引が開放された開放位置との間で移動させるソレノイドと、前記吸引が開放されたプランジャに係止される係止部と、前記吸引されたプランジャと非当接状態を保つ第一のカム面と、前記吸引されたプランジャに当接して該プランジャをソレノイド側に押し込む第二のカム面とを有し、前記欠歯ギアと一体に回転可能な制御カムと、を備え、前記プランジャは、前記制御カムに押し込まれた際に、前記吸引位置におけるソレノイドとの突き当て部を支点にして、前記制御カムとの当接部と前記当接部とは反対側の端部とがシーソー状に動作するように前記ソレノイドに保持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、使用環境や本体寿命の影響を受けることなく、また駆動負荷の増大を最小限に抑えつつ、ソレノイド通電終了時の衝撃音を完全に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１７】
〔第１実施形態〕
以下、図１〜図８を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。ここでは、クラッチ装置を備えたシート給送装置を例示して説明する。
【００１８】
図１、図２は第１実施形態に係るシート給送装置の断面図である。図３は給送ローラの回転を制御するクラッチ装置を示すシート給送装置の断面図である。図４はクラッチ装置の構成を示す斜視図、図５はクラッチ装置における欠歯ギアユニットの構成を示す分解斜視図である。図６、図７、図８はクラッチ装置の動作を示す断面図である。
【００１９】
まずクラッチ装置を備えたシート給送装置の構成を説明する。シート給送装置は、後述するクラッチ装置の他、以下を有する。
【００２０】
図１において、１は給送回転体としての給送ローラ、２は中板４の上下動作を制御する給送カム、３はシートを分離するための分離パッド、４は積載されるシートの先端側を支持する中板、５は中板４に給送圧を与える中板バネである。また、６はシートを積載する積載トレイ、７はシートの搬送路を形成するフレーム部材である。
【００２１】
なお、ここでは図示していないが、このシート給送装置は、シートに画像を形成する画像形成装置としてのプリンタに設けられている。すなわち、シート給送装置によって一枚ずつ給送されたシートは、プリンタにおける画像形成部にてトナー画像が形成される。ここでは画像形成部として、電子写真方式の画像形成部を例示しているが、これに限定されるものではなく、例えばインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式の画像形成部であっても良い。
【００２２】
次に上記シート給送装置におけるクラッチ装置の構成を説明する。上記シート給送装置におけるクラッチ装置は、以下を有する。
【００２３】
図３において、１８は給送動作の１回転制御を行うために歯車の一部が除去された欠歯ギアユニット、１９は欠歯ギアユニットと給送ローラ１及び給送カム２を連結する給送軸（角軸）である。２０は欠歯ギアユニットに駆動力を伝達する駆動ギアであり、図示しないモータ及びギア列によって常時反時計回り方向に回転されている。駆動ギア１０は全周にわたって複数の歯を有している。１１１は給送動作の開始及び停止を制御する給送ソレノイドである。１１２はソレノイドの通電によって吸引され動作するソレノイドプランジャ、１１３はソレノイドプランジャに復帰力を与えるソレノイドバネである。
【００２４】
図４において、１８１は給送軸１９と一体に回転するように取り付けられた駆動欠歯ギアである。１８２は駆動欠歯ギア１８１に対して一定角度回動可能に取り付けられた制御欠歯ギアである。１８３は制御欠歯ギア１８２と一体に形成され、ソレノイドプランジャ１１２の動作によって動作開始及び停止を制御する欠歯制御カムである。これらのギア１８１，１８２、カム１８３などによって欠歯ギアユニット１８を構成している。
【００２５】
また、１１１ａはソレノイド１１１のソレノイドプランジャ１１２を回動可能に保持するためのプランジャ保持部である。１１４はプランジャ１１２の先端側突き当て部であり、スポンジ状の緩衝材で形成されている。緩衝材は、ソレノイド１１１の吸引動作でほぼ完全に潰れる程度の発泡密度で形成されている。プランジャ保持部１１１ａは、プランジャ先端側突き当て部１１４先端を中心とする円弧形状に形成されている。
【００２６】
駆動欠歯ギア１８１と制御欠歯ギア１８２は、図５に示すように駆動欠歯ギア１８１の軸部に制御欠歯ギア１８２の穴部が回転可能に嵌合する構成になっている。そして、ソレノイドプランジャ１１２による係止が開放されると、初期回転付与手段としての欠歯バネ１８４のバネ力によって、制御欠歯ギア１８２が回動する構成になっている。
【００２７】
駆動欠歯ギア１８１に対する制御欠歯ギア１８２の回転角度は、制御欠歯ギア１８２がプランジャ１１２に係止された待機位置から、この係止が開放されてバネ力によって駆動欠歯ギア１８１に設けられたストッパ１８１ｓに突き当たるまでの回転角度である。この駆動欠歯ギア１８１に対する制御欠歯ギア１８２の回転角度は、ストッパ１８１ｓによって一定角度内になるように設定されている。この一定角度内の制御欠歯ギア１８２の回転角度は、制御欠歯ギア１８２がストッパ１８１ｓに突き当たって駆動欠歯ギア１８１が一体に回転する状態になった時にお互いのギア１８１，１８２が一体となって駆動ギア２０に噛み込まれるように決定されている。ここでは、制御欠歯ギア１８２は、ソレノイドプランジャ１１２に係止された待機位置にいる状態から所定角度（ここでは約３５°）回転するとストッパ１８１ｓに突き当たって駆動欠歯ギア１８１と連結し、一体に回動する構成となっている。
【００２８】
給送ソレノイド１１１の動作によって制御欠歯ギア１８２がフリーになると、まずバネ１８４の力によって制御欠歯ギア１８２が回転して駆動ギア２０に噛み込まれる。制御欠歯ギア１８２が約３５°回転した所でストッパ１８１ｓに突き当たって駆動欠歯ギア１８１と連結し、駆動欠歯ギア１８１を待機位置から駆動ギア２０に噛み込める位置まで回動させ、給送ローラに駆動力を与える構成になっている。
【００２９】
一方、制御欠歯ギア１８２の動作停止は給送ソレノイド１１１のプランジャ１１２に欠歯制御カム１８３の係止部１８３ａが引っ掛かることによって行われ、駆動欠歯ギア１８１は給送カム２の形状によって待機位置で停止するようになっている。
【００３０】
以下に本構成の動作を詳しく説明する。
【００３１】
不図示のメインスイッチより電源が投入されると、図示しない駆動モータによって不図示のギア列に駆動力が伝達され、各種ローラが作動開始する。
【００３２】
さらにプリンタに給送動作開始を行う信号が送付されると、上記クラッチ装置により給送ローラ１が１回転動作を行う。給送ローラ１が回転すると、給送ローラ１と同軸に取り付けられた給送カム２も同様に回転して中板４の保持機構が解除されるため、中板４は中板バネ５の力によって図中上方向に回動し、図２に示す状態になる。
【００３３】
積載トレイ６にセットされたシートは中板４が上昇することで給送ローラ１にバネ５の力によって押し付けられ、給送ローラ１が回転することによって積載シート束から給送され、分離パッド３によって１枚ずつ分離給送される。
【００３４】
給送されたシートは、搬送路に沿って画像形成部へと送られてトナー画像が転写され、更に転写されたトナー画像は定着部にて定着される。
【００３５】
さらに給送ローラ１が回転し、給送ローラ１が給送動作を終了した後、給送カム２が中板４のカム形状に当接して、中板４を押し下げるように動作する。給送カム２によって中板４が押し下げられた後、給送ローラ１が待機位置で停止するように構成されている。
【００３６】
さらにここで、上記クラッチ装置の動作を図６、図７、及び図８を用いて詳しく説明する。
【００３７】
図６は給送ソレノイド１１１、欠歯ギアユニット１８が待機位置にいる状態を示す断面図である。図６に示すように、制御欠歯ギア１８２は制御カム１８３の係止部１８３ａにソレノイドプランジャ１１２の先端部１１２ｔが引っ掛かることによって、待機位置で停止している。図６に示すプランジャ１１２の位置は、ソレノイドの通電終了により吸引が開放された開放位置である。
【００３８】
クラッチ装置は図６に示す状態から給送動作を開始すると、図７に示す状態に変化する。まず、ソレノイドプランジャ１１２は給送ソレノイド１１１に通電されることで吸引され、制御欠歯ギア１８２のカム係止部１８３ａから離間する（吸引位置）。係止が解除された欠歯ギアユニット１８の制御欠歯ギア１８２は、欠歯バネ１８４のバネ力により駆動ギア２０の回動方向と同方向に回動し、駆動ギア２０に噛み込まれる。
【００３９】
図７は制御欠歯ギア１８２が約３５°回動した状態を示し、ここから駆動欠歯ギア１８１が制御欠歯ギア１８２によって回動力を与えられる位置になっている。この図７において、Ｒｏｎは、欠歯制御カム１８３の回転中心からソレノイド吸引状態でのプランジャ１１２の先端位置までの半径である。またＲａは、欠歯制御カム１８３の回転中心から制御欠歯ギア１８２が駆動ギア２０に噛み込まれる噛み込み開始部までの第一のカム面１８３ｂの半径である。この図７に示す位置において、ソレノイド吸引状態でのプランジャ１１２の先端位置までの半径Ｒｏｎは、欠歯制御カム１８３の噛み込み開始部までの半径Ｒａより大きくなるように設定されている。すなわち、初期のバネ１８４の力で制御欠歯ギア１８２が回転する動作領域では、ソレノイドプランジャ１１２の先端と欠歯制御カム１８３とが接触して動作不良を起こさないような設定となっている。
【００４０】
この図７に示す状態からギア１８２が更に回転すると、図８に示す状態になる。この図８において、Ｒｂは、欠歯制御カム１８３の回転中心から制御欠歯ギア１８２が駆動ギア２０に噛み込まれた後の第二のカム面１８３ｃの半径である。第二のカム面１８３ｃは、第一のカム面１８３ｂから滑らかに変化している。この欠歯制御カム１８３の第二のカム面１８３ｃの半径Ｒｂは、ソレノイド吸引状態でのプランジャ１１２の先端位置までの半径Ｒｏｎより大きくなるように設定されている。すなわち、制御欠歯ギア１８２が駆動ギア２０に噛み込まれた後の欠歯制御カム１８３は、吸引状態のソレノイドプランジャ１１２を図７に示す吸引位置より更にソレノイド側に押し込むようになっている。
【００４１】
通常のソレノイド１１１ではプランジャ１１２の先端を押し込むようなカム形状にすると、プランジャ１１２とカム１８３が突っ張ってスタックしてしまう。そこで、ここでは、プランジャ１１２の先端が吸引位置から更に押し込まれてもカム１８３が回転動作するように、ソレノイド１１１のプランジャ保持部１１１ａがプランジャ先端側突き当て部１１４先端を中心とする円弧形状になるように形成されている。このようにすることでプランジャ１１２は、その先端部１１２ｔ（カム係止側）とこれとは反対側の端部１１２ｓ（バネ固定側）とが先端側突き当て部１１４先端を支点として、吸引方向と同方向にシーソー状に動作することが可能となる。すなわち、カム１８３の第二のカム面１８３ｃによってプランジャ１１２先端を吸引位置から更にソレノイド側に押し込むと、プランジャ１１２のバネ固定側は先端側突き当て部１４先端を支点として円弧形状のプランジャ保持部１１１ａによってシーソー状に動作する。これにより、プランジャ１１２先端を吸引位置から更に吸引方向に押し込んでも、前述のシーソー状の動作によってそのプランジャ１１２のオーバーストローク分を吸収することができる。
【００４２】
図８に示すようにプランジャ１１２の先端部１１２ｔ（カム係止側）が完全に欠歯制御カム１８３の第二のカム面１８３ｃに当接している状態でソレノイド１１１への通電を終了させることで、プランジャ１１２がカム１８３に当たって発生する衝撃音を完全に防止することができる。ソレノイド１１１の通電を終了させるタイミングは、図中の制御カム１８３の最大半径領域θｍ（第二のカム面１８３ｃの半径Ｒｂの領域）にソレノイドプランジャ１１２の先端がある時間を動作時間から算出して決定するようになっている。すなわち、前記制御カム１８３の第二のカム面１８３ｃは、欠歯ギア１８２が駆動ギア２０と完全に噛み合う領域内であり、吸引位置にあるプランジャ１１２の吸引が開放されるプランジャ復帰位置に設定してある。
【００４３】
また、ソレノイド先端側突き当て部１１４にある緩衝材を大きくつぶすことによるオーバーストローク吸収機構と比較して、上記給送装置では使用環境や動作回数による変動が非常に少ない。このため、ソレノイドの動作をより安定させることが可能であり、且つプランジャ１１２の先端がカム１８３に当たって発生する衝撃音を完全に防止することができる。
【００４４】
また、図９は上記クラッチ装置が図８に示す状態になっているときの給送装置の状態を示す断面図である。図９に示すように、給送カム２と中板４の関係はこの状態ではバネ５に付勢されている中板４が給送カム２を回転させる力を発生する関係になっている。
【００４５】
上記クラッチ装置は、プランジャ１１２先端をカム１８３で押し込む構成のため、プランジャ１１２を押し込んでいる領域では駆動負荷が増大してしまうが、上記給送装置と同時に使用することで、駆動負荷の増大を中板４側の回転力によって低減できる。このため、クラッチ装置の負荷増大による駆動源の出力を増大させる必要がない。
【００４６】
また、前述したように、給送カム２はギア機構によって駆動されているため、中板４から回転力を受けても大きく回転速度が変化することは無い。また、給送カム２と中板４が図９に示すような関係にあっても、欠歯制御カム１８３とプランジャ１１２とが当接によって回動負荷を発生しているため、駆動負荷が急激に軽くなることがあってもギア列の回転の平滑性が損なわれることはない。さらに中板４の上下動に伴う騒音を低減することができる。
【００４７】
上述したように、本実施形態によれば、使用環境や本体寿命の影響を受けることなく、また駆動負荷の増大を最小限に抑えつつ、ソレノイド通電終了時の衝撃音を完全に防止することができる。
【００４８】
〔第２実施形態〕
以下、図１０〜図１７を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。ここでは、クラッチ装置を備えたシート給送装置を例示して説明する。第２実施形態は第１実施形態からクラッチ装置の構成を変更したものである。なお、この説明において前述した第１実施形態と同一部材は同一符号を付して説明する。
【００４９】
図１０において、２８１は給送軸１９と一体に回転するように取り付けられた駆動欠歯ギアである。２８２は駆動欠歯ギア２８１に対して一定角度回動可能に取り付けられた制御欠歯ギアである。２８３は制御欠歯ギア２８２と一体に形成され、ソレノイドプランジャ２１２の動作によって動作開始及び停止を制御する欠歯制御カムである。これらのギア２８１，２８２、カム２８３などによって欠歯ギアユニット２８を構成している。
【００５０】
また、２１１はソレノイド、２１２はソレノイドプランジャ、２１１ａはソレノイド２１１のソレノイドプランジャ２１２を回動可能に保持するためのプランジャ保持部、２１３はソレノイドプランジャ２１２に復帰力を与えるソレノイドバネである。２１４はプランジャの先端側突き当て部であり、スポンジ状の緩衝材で形成されている。緩衝材は、ソレノイド２１１の吸引力でほぼ完全に潰れる程度の発泡密度で形成されている。
【００５１】
２０は欠歯ギアユニットに駆動力を与える駆動ギア、１９は駆動欠歯ギアと給送ローラ及び給送カムを連結する給送軸である。
【００５２】
駆動欠歯ギア２８１と制御欠歯ギア２８２は、図１１に示すように駆動欠歯ギア２８１の軸部に制御欠歯ギア２８２の穴部が回転可能に嵌合する構成になっている。そして、ソレノイドプランジャ２１２による係止が開放されると、初期回転付与手段としての欠歯バネ２８４のバネ力によって、制御欠歯ギア２８２が回動する構成になっている。
【００５３】
駆動欠歯ギア２８１に対する制御欠歯ギア２８２の回転角度は、制御欠歯ギア２８２がプランジャ２１２に係止された待機位置から、この係止が開放されてバネ力によって駆動欠歯ギア２８１に設けられたストッパ２８１ｓに突き当たるまでの回転角度である。この駆動欠歯ギア２８１に対する制御欠歯ギア２８２の回転角度は、ストッパ２８１ｓによって一定角度内になるように設定されている。この一定角度内の制御欠歯ギア２８２の回転角度は、制御欠歯ギア２８２がストッパ２８１ｓに突き当たって駆動欠歯ギア２８１が一体に回転する状態になった時にお互いのギア２８１，２８２が一体となって駆動ギア２０に噛み込まれるように決定されている。ここでは、制御欠歯ギア２８２は、ソレノイドプランジャ２１２に係止された待機位置にいる状態から所定角度（ここでは約３５°）回転するとストッパ２８１ｓに突き当たって駆動欠歯ギア２８１と連結し、一体に回動する構成となっている。
【００５４】
給送ソレノイド２１１の動作によって制御欠歯ギア２８２がフリーになると、まずバネ２８４の力によって制御欠歯ギア２８２が回転して駆動ギア２０に噛み込まれる。制御欠歯ギア２８２が約３５°回転した所でストッパ２８１ｓに突き当たって駆動欠歯ギア２８１と連結し、駆動欠歯ギア２８１を待機位置から駆動ギア２０に噛み込める位置まで回動させ、給送ローラに駆動力を与える構成になっている。
【００５５】
一方、制御欠歯ギア２８２の動作停止は給送ソレノイド２１１のプランジャ２１２に欠歯制御カム２８３の係止部２８３ａが引っ掛かることによって行われ、駆動欠歯ギア２８１は給送カム２の形状によって待機位置で停止するようになっている。
【００５６】
制御欠歯ギア２８２に一体に形成されている制御カム２８３は、後述する第二のカム面２８３ｃが、図１２に示すように軸方向に大半径部Ｒｂ２と小半径部Ｒｓ２に分割されている形状となっている。
【００５７】
また、図１３に示すように、ソレノイドプランジャ２１２は制御欠歯ギア２８２を係止する先端部２１２ｔがソレノイド先端突き当て部２１４の外部領域にあるように吸引動作方向中心からオフセットした位置になるように構成されている。
【００５８】
以下に上記クラッチ装置の動作を図１４〜図１７を用いて詳しく説明する。
【００５９】
図１４は給送ソレノイド２１１、欠歯ユニット２８が待機位置にいる状態を示す断面図である。図１４に示すように、制御欠歯ギア２８２は制御カム２８３の係止部２８３ａにソレノイドプランジャ２１２の先端部２１２ｔが引っ掛かることによって、待機位置で停止している。図１４に示すプランジャ２１２の位置は、ソレノイドの通電終了により吸引が開放された開放位置である。
【００６０】
クラッチ装置は図１４に示す状態から給送動作を開始すると、図１５に示す状態に変化する。まず、給送ソレノイド２１１のソレノイドプランジャ２１２はソレノイド２１１に通電されることで吸引され、制御欠歯ギア２８２のカム係止部２８３ａから離間する（吸引位置）。欠歯ギアユニット２８の制御欠歯ギア２８２は、欠歯バネ２８４のバネ力により駆動ギア２０の回動方向と同方向に回動し、駆動ギア２０に噛み込まれる。
【００６１】
図１５は制御欠歯ギア２８２が約３５°回動した状態を示し、ここから駆動欠歯ギア２８１が制御欠歯２８２によって回動力を与えられる位置になっている。この図１５において、Ｒｏｎ２は、欠歯制御カム２８３の回転中心からソレノイド吸引状態でのプランジャ２１２の先端位置までの半径である。またＲａ２は、欠歯制御カム２８３の回転中心から制御欠歯ギア２８２が駆動ギア２０に噛み込まれる噛み込み開始部までの第一のカム面２８３ｂの半径である。この図１５に示す位置において、ソレノイド吸引状態でのプランジャ２１２の先端位置までの半径Ｒｏｎ２は、欠歯制御カム２８３の噛み込み開始部までの半径Ｒａ２より大きくなるように設定されている。すなわち、初期のバネ２８４の力で制御欠歯ギア２８２が回転する動作領域では、ソレノイドプランジャ２１２の先端と欠歯制御カム２８３とが接触して動作不良を起こさないような設定となっている。
【００６２】
この図１５に示す状態からギア２８２がさらに回転すると、図１６に示す状態になる。この図１６において、Ｒｂ２は、欠歯制御カム２８３の回転中心から制御欠歯ギア２８２が駆動ギア１０に噛み込まれた後の第二のカム面２８３ｃの半径（大半径部）である。この図１６に示す位置において、欠歯制御カム２８３の第二のカム面２８３ｃの半径Ｒｂ２は、ソレノイド吸引状態でのプランジャ２１２の先端位置までの半径Ｒｏｎ２より大きくなるように設定されている。すなわち、制御欠歯ギア２８２が駆動ギア２０に噛み込まれた後の欠歯制御カム２８３は、吸引状態のソレノイドプランジャ２１２を図１５に示す吸引位置より更にソレノイド側に押し込むようになっている。
【００６３】
通常のソレノイド２１１ではプランジャ２１２の先端を押し込むようなカム形状にすると、プランジャ２１２とカム２８３が突っ張ってスタックしてしまう。そこで、ここでは、制御欠歯ギア２８２のカム２８３が、図１７に示すように軸方向ギア寄りの方が半径が大きい段差形状（大半径部Ｒｂ２、小半径部Ｒｓ２）となっている。かつ、このカム２８３の第二のカム面２８３ｃとしての大半径部Ｒｂ２に対応するように、ソレノイド２１１のプランジャ２１２の先端部２１２ｔが先端突き当て部２１４の領域外（ギア寄り）にあるようにオフセットされた形状となっている。このため、プランジャ２１２は、その先端部２１２ｔ（カム係止側）とこれとは反対側の端部２１２ｓ（突き当て部外側）とが先端側突き当て部２１４内側（ギア寄り）を支点として、吸引方向と交差する方向にシーソー状に動作することが可能となる。これにより、カム２８３の大半径部Ｒｂ２がプランジャ２１２の先端部２１２ｔを吸引位置より更に押し込んでも、前述のシーソー状の動作によってそのプランジャ２１２のオーバーストロークを吸収することができる。
【００６４】
図１６に示すようにプランジャ２１２の先端部２１２ｔ（カム係止側）が完全に欠歯制御カム２８３の第二のカム面２８３ｃに当接している状態でソレノイド２１１への通電を終了させることで、プランジャ２１２がカム２８３に当たって発生する衝撃音を完全に防止することができる。ソレノイド２１１の通電を終了させるタイミングは、図中の制御カム２８３の最大半径領域θｂ２（第二のカム面２８３ｃの半径Ｒｂ２の領域）にソレノイドプランジャ２１２の先端がある時間を動作時間から算出して決定するようになっている。すなわち、前記制御カム２８３の第二のカム面２８３ｃは、欠歯ギア２８２が駆動ギア２０と完全に噛み合う領域内であり、吸引位置にあるプランジャ２１２の吸引が開放されるプランジャ復帰位置に設定してある。
【００６５】
また、ソレノイド先端側突き当て部２１４にある緩衝材を大きくつぶすことによるオーバーストローク吸収機構と比較して、上記給送装置では使用環境や動作回数による変動が非常に少ない。このため、ソレノイドの動作をより安定させることが可能であり、且つプランジャ２１２の先端部２１２ｔがカム２８３に当たって発生する衝撃音を完全に防止することができる。
【００６６】
また、第１実施形態の構成と比較して、ソレノイドプランジャ２１２のオーバーストローク動作時におけるソレノイドバネ２１３の動作量を小さくすることが可能である。このため、前述した実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、さらにソレノイドプランジャ２１２の押し込み時の負荷増大量を小さくすることができ、より給送装置との負荷バランスを適正な量にできる。
【００６７】
上述したように、本実施形態においても、使用環境や本体寿命の影響を受けることなく、また駆動負荷の増大を最小限に抑えつつ、ソレノイド通電終了時の衝撃音を完全に防止することができる。
【００６８】
〔他の実施形態〕
なお、前述した実施形態では、記録対象としての記録紙等のシートを給送するシート給送装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、読取対象としての原稿等のシートを給送するシート給送装置に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
【００６９】
また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スキャナ、複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられるシート給送装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【００７０】
また上記クラッチ装置を有するシート給送装置は、画像形成装置に対して着脱自在な構成であっても良いし、或いは画像形成装置が一体的に有する構成であっても良い。このようなシート給送装置のクラッチ装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】シート給送装置の断面図
【図２】シート給送装置の断面図
【図３】給送ローラの回転を制御するクラッチ装置を示すシート給送装置の断面図
【図４】第１実施形態に係るクラッチ装置の構成を示す斜視図
【図５】第１実施形態に係るクラッチ装置における欠歯ギアユニットの構成を示す分解斜視図
【図６】第１実施形態に係るクラッチ装置の動作（カム係止状態）を示す断面図
【図７】第１実施形態に係るクラッチ装置の動作（カム係止解除状態）を示す断面図
【図８】第１実施形態に係るクラッチ装置の動作（プランジャ押し込み状態）を示す断面図
【図９】第１実施形態に係るクラッチ装置が図８に示す状態の時のシート給送装置の状態を示す断面図
【図１０】第２実施形態に係るクラッチ装置の構成を示す斜視図
【図１１】第２実施形態に係るクラッチ装置における欠歯ギアユニットの構成を示す分解斜視図
【図１２】第２実施形態に係るクラッチ装置における欠歯ギアユニットの構成を示す斜視図
【図１３】第２実施形態に係るクラッチ装置におけるソレノイドプランジャ部の構成を示す斜視図
【図１４】第２実施形態に係るクラッチ装置の動作（カム係止状態）を示す断面図
【図１５】第２実施形態に係るクラッチ装置の動作（カム係止解除状態）を示す断面図
【図１６】第２実施形態に係るクラッチ装置の動作（プランジャ押し込み状態）を示す断面図
【図１７】第２実施形態に係るクラッチ装置のプランジャ押し込み状態を示す斜視図
【図１８】従来のクラッチ装置の構成を示す斜視図
【図１９】従来のクラッチ装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
【００７２】
Ｒａ，Ｒａ２ …第一のカム面の半径
Ｒｂ，Ｒｂ２ …第二のカム面の半径
Ｒｏｎ，Ｒｏｎ２ …プランジャ先端までの半径
θｍ，θｂ２ …最大半径領域
１    …給送ローラ（給送回転体）
２    …給送カム
３    …分離パッド
４    …中板
５    …中板バネ
６    …積載トレイ
７    …フレーム部材
１８，２８ …欠歯ギアユニット
１９  …給送軸
２０  …駆動ギア
１１１，２１１ …ソレノイド
１１１ａ …プランジャ保持部
１１２，２１２ …ソレノイドプランジャ
１１２ｓ，２１２ｓ …端部
１１２ｔ，２１２ｔ …先端部
１１３，２１３ …ソレノイドバネ
１１４，２１４ …先端側突き当て部
１８１，２８１ …駆動欠歯ギア
１８１ｓ，２８１ｓ …ストッパ
１８２，２８２ …制御欠歯ギア
１８３，２８３ …欠歯制御カム
１８３ａ，２８３ａ …係止部
１８３ｂ，２８３ｂ …第一のカム面
１８３ｃ，２８３ｃ …第二のカム面
１８４，２８４ …欠歯バネ（初期回転付与手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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