(57)【要約】【課題】少スペースで、かつ簡易な構成でシートを給送する際の衝撃音を低下させることのできるシート給送装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】シートＰの給送が開始されるまでは、給送ローラ３４の給送軸６３に固着された給紙カム６２により、中板６４に回動自在に設けられた中板カム６１を押圧し、中板バネ６７により付勢された中板６４を待機位置に保持する。そして、シートを給送する際には、中板カム６１を中板６４の上面に沿って回動させながら待機位置にある中板６４を上昇させ、シートＰを給送ローラ３４に圧接させる。【選択図】図３
2013103776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを支持する昇降可能なシート支持部と、前記シート支持部と共に上昇したシートを送り出す給送ローラとを備え、シートを給送する際、シートを前記給送ローラに圧接させるように前記シート支持部を下方の待機位置から上昇させ、シートの給送が終了すると前記シート支持部を下降させ、前記待機位置に戻すシート給送装置において、
前記シート支持部を、前記給送ローラの方向に付勢する付勢部と、
前記シート支持部に、前記シート支持部の上面に沿って回動自在に設けられた当接部と、
前記給送ローラのローラ軸に固着され、前記給送ローラの回転に伴って前記当接部に接離可能に当接して前記シート支持部を昇降させるカム部材と、を備え、
前記カム部材に、シートの給送が開始されるまでは、前記当接部を係止して前記付勢部により付勢された前記シート支持部を前記待機位置に保持し、シートの給送を開始する際、前記カム部材の回転に伴って前記当接部を前記シート支持部の上面に沿って回動させて前記当接部の係止を解除する係止部を設けたことを特徴とするシート給送装置。
【請求項２】
前記カム部材の係止部は、前記付勢部により付勢された前記シート支持部を前記待機位置に保持する際、前記当接部とそれぞれ圧接する第１カム面及び第２カム面を備え、
前記第１カム面は、前記当接部と圧接した場合、前記カム部材にシート給送方向又はシート給送方向と逆方向に回転する方向のモーメントを発生させ、かつ前記カム部材が回転する際には前記当接部を軸方向中央側又は軸方向外側に移動させる力を発生させるような形状を有し、
前記第２カム面は、前記当接部と圧接した場合、前記カム部材に前記第１カム面により発生するモーメントを打ち消すモーメントを発生させ、かつ前記カム部材が回転する際には、前記当接部を前記シート支持部の上面に沿って回動させるように、前記第１カム面により発生する力と逆方向の、大きさの異なる力を発生させるような形状を有していることを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
【請求項３】
前記当接部は前記シート支持部が前記待機位置にあるとき、シート搬送方向と平行な位置にあり、シートの給送を開始する際には、軸方向中央側に回動することを特徴とする請求項２記載のシート給送装置。
【請求項４】
前記シート支持部のシート給送方向と直交する幅方向の両端に前記当接部を設け、
前記当接部が軸方向中央側に回動した際、前記当接部によりシートの軸方向の両端の位置を規制することを特徴とする請求項３記載のシート給送装置。
【請求項５】
前記シート支持部のシート給送方向と直交する幅方向の両端に前記当接部を設け、
前記カム部材を、前記第１カム面及び前記第２カム面の向きがそれぞれ平行となるように前記給送ローラのローラ軸に固着したことを特徴とする請求項２記載のシート給送装置。
【請求項６】
シートに画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部にシートを給送する請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシート給送装置と、を備えた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、シート給送装置及び画像形成装置に関し、特にシートを支持するシート支持部を、シートを給送する際には上昇させ、シートの給送が終了すると下降させる昇降機構の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプリンタ、複写機、ＦＡＸ等の画像形成装置においては、複数枚のシートを支持するシート支持部からシートを１枚ずつ分離して送り出し、画像形成部に給送するためのシート給送装置を備えている。従来のシート給送装置としては、例えばシートを１枚給紙するたびに、シート支持部である中板を上昇させ、シートを給送ローラに押し付けるようにしている。そして、このようにシートを給送ローラに押し付けた後、給送ローラを回転させることでシートを給送すると共に、シートの給送が終わると、中板を下降させ、シートを給送ローラから離間させるようにする。
【０００３】
このような従来のシート給送装置としては、一般に、給紙カムを用いて中板を昇降させるようにしており、シート給送装置の静止時において、中板は中板上のシートが給送ローラと当接しない位置まで給紙カムにより押し下げられた状態で静止している。この時、中板にはバネにより、給送ローラ方向へ付勢力が働いているため、給送動作が開始され、給紙カムが回転すると、このカムの回転と同時に中板と給紙カムの係合が解除され、中板の給紙カム当接部が給紙カムの外周に沿う形で中板が上昇する。
【０００４】
この後、中板上のシートが給送ローラに当接することにより、中板の上昇が止まる。なお、給送ローラは円弧部と切り欠き部からなる半月形状のローラであり、中板が押し下げられた状態で静止している静止時においては切りかかれた部分が中板に対向することで給送ローラは、シートから離間した状態を形成する。また、給送動作が開始されて給送ローラが回転し、給送ローラの円弧部が中板上の最上位シートと当接することにより、最上位シートの給送が開始される。
【０００５】
しかし、給紙カムの回転に伴って中板が上昇する時、バネによる付勢力により中板が勢いよく上昇する場合があった。このとき、特にシートの積載量が少量の場合、中板上のシートと給送ローラとの間隔が広くなるので中板上のシートが給送ローラに当接するときの中板（のシート）の上昇速度が速くなり、騒音（衝突音）が発生する。そして、この騒音はプリンタ騒音の主要因の一つであり、その衝撃音低減のために、例えば中板を緩やかに上昇させることで、衝撃音を低減させるように構成したものがある（特許文献１参照）。
【０００６】
このようなシート給送装置においては、給紙カムにより押し下げられた状態で中板を静止させるため、図２１の（ａ）に示すように、給紙カム１０２に設けた凹部１０２ａに中板１０３に設けた凸部１０３ａを係合させるようにしている。しかし、このように構成した場合、シート給送動作が開始され、給紙カム１０２が回転すると、給紙カム１０２の凹部１０２ａが中板１０３の凸部１０３ａを押し下げる形で係合が解除される。
【０００７】
このため、中板の上昇量は、このような押し下げ動作の無い場合に比べて、より大きくなるので中板の上昇速度が速くなり、この結果、中板と給送ローラ３４の当接時の衝撃音を十分には低減することができなかった。さらに近年、画像形成装置の小型化に伴い給送ローラの小径化が図られているが、給送ローラを小径化した場合、シートの搬送量を十分に保つため、給送ローラの円弧部を円周方向に長くする必要がある。この結果、給送ローラの回転開始時から円弧部が中板上のシートと対向するまでの時間がより短くなり、これに伴い中板の上昇に使える時間がより短縮され、衝撃音が増大する傾向にある。
【０００８】
そこで、従来は給紙カムに凹部１０２ａ等の規制手段を設けないようにしたものがある。例えば、図２１の（ｂ）に示すように、給送ローラ３４の給送軸６３と一体で回転する給紙ギア１０４の歯面以外の外周に段差部１０４ａを設け、この段差部１０４ａにレバー等のストッパ手段１０５を係合させるようにしたものがある（特許文献２参照）。そして、このようなシート給送装置では、静止時において、段差部１０４ａにストッパ手段１０５を係合させることにより、給送後の給送ローラ３４及び中板１０３の位置を規制して静止状態を形成していた。
【０００９】
また、給送時にはストッパ手段１０５を外すことで、中板１０３と給紙カム１０２の係合を解除するようにすることにより、給送時の中板押し下げ動作を無くすことができる。これにより、中板上昇速度を抑えることができ、給送ローラ３４と中板上のシートの当接時における衝撃音の低減が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１５３２４７号公報
【特許文献２】特開２００４−３３１２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、このような給送ローラ３４及び中板１０３の停止手段にストッパ手段１０５を用いる従来のシート給送装置の場合、ストッパ手段１０５及び給紙ギア１０４の段差部１０４ａを設けるためのスペースが必要となる。この場合、シート給送装置及びこれを備えた画像形成装置を小型化することが難しくなり、またそれらの部品の製造コスト及び組み立てコストもかかる。また、給送開始時に給紙ギア１０４の段差部１０４ａから外れたストッパ手段１０５が、再び給紙ギア１０４の外周に当接する際、及び給送終了時に再び給紙ギア１０４の段差部１０４ａに係合する際に、新たな衝撃音が発生してしまう恐れがある。
【００１２】
そこで本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、少スペースで、かつ簡易な構成でシートを給送する際の衝撃音を低下させることのできるシート給送装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、シートを支持する昇降可能なシート支持部と、前記シート支持部と共に上昇したシートを送り出す給送ローラとを備え、シートを給送する際、シートを前記給送ローラに圧接させるように前記シート支持部を下方の待機位置から上昇させ、シートの給送が終了すると前記シート支持部を下降させ、前記待機位置に戻すシート給送装置において、前記シート支持部を、前記給送ローラの方向に付勢する付勢部と、前記シート支持部に、前記シート支持部の上面に沿って回動自在に設けられた当接部と、前記給送ローラのローラ軸に固着され、前記給送ローラの回転に伴って前記当接部に接離可能に当接して前記シート支持部を昇降させるカム部材と、を備え、前記カム部材に、シートの給送が開始されるまでは、前記当接部を係止して前記付勢部により付勢された前記シート支持部を前記待機位置に保持し、シートの給送を開始する際、前記カム部材の回転に伴って前記当接部を前記シート支持部の上面に沿って回動させて前記当接部の係止を解除する係止部を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のように、シートを給送する際、カム部材により当接部をシート支持部の上面に沿って回動させながら待機位置にあるシート支持部を上昇させることにより、少スペースで、かつ簡易な構成でシートを給送する際の衝撃音を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示す図。
【図２】上記プリンタのプリンタ本体の正面断面図。
【図３】上記プリンタのシート給送装置の構成を示す図。
【図４】上記シート給送装置に設けられた給紙カムの形状を説明する第１の図。
【図５】上記給紙カムの形状を説明する第２の図。
【図６】上記シート給送装置に設けられた中板カムと給紙カムとの位置関係を説明する図。
【図７】上記給紙カムの形状を説明する第３の図。
【図８】上記給紙カムの形状を説明する第４の図。
【図９】上記中板カムにより押圧された際、給紙カムに生じる力及び回転モーメントを説明する図。
【図１０】上記給紙カムの形状を説明する第５の図。
【図１１】上記シート給送装置に設けられた中板カムの構成を説明する図。
【図１２】上記給紙カムと中板カムの給送動作時の動きを説明する図。
【図１３】上記給紙カムと中板カムの、ホームポジション時における中板と平行で給紙カム面Ａ及びＢを通る当接部の断面図。
【図１４】上記給紙カムと中板カムの中板バネ付近を底面側から見た図。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係るシート給送装置の構成を示す図。
【図１６】上記給紙カムと中板カムの給送動作時の動きを説明する第１の図。
【図１７】上記給紙カムと中板カムの給送動作時の動きを説明する第２の図。
【図１８】上記給紙カムと中板カムの中板バネ付近を底面側から見た図。
【図１９】本発明の第３の実施の形態に係るシート給送装置の構成を示す図。
【図２０】上記シート給送装置に設けられた給紙カムの動作を説明する図。
【図２１】従来のシート給送装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示す図である。図１において、２０はプリンタ、２０Ａは装置本体であるプリンタ本体、２０Ｂはプリンタ本体２０Ａに設けられ、電子写真方式により画像形成を行う画像形成部、２０Ｃは画像形成部２０ＢにシートＰを給送するシート給送装置である。
【００１７】
ここで、画像形成部２０Ｂはレーザ露光装置３８、トナー像を形成する感光体ドラム２１、感光体ドラム２１に形成されたトナー像をシートＰに転写する転写ローラ３２などを備えている。なお、３１は感光体ドラム２１、帯電ローラ２２、現像スリーブ２５、トナー容器２７等を備えたプロセスカートリッジであり、このプロセスカートリッジ３１は、プリンタ本体２０Ａに着脱自在に装着されている。
【００１８】
シート給送装置２０Ｃは、給送ローラ３４と、給紙トレイ３３と、給紙トレイ３３に昇降可能に設けられ、シートを支持すると共に給紙トレイ３３に収納されたシートＰを給送ローラ３４に押圧するシート支持部である中板６４とを備えている。なお、６７は中板６４を上方に付勢する中板バネである。また、給紙トレイ３３のシート給送方向下流側には、給送ローラ３４に圧接する分離パッド３５が設けられている。そして、このようなシート給送装置２０Ｃにおいては、画像形成の際には給送ローラ３４により給紙トレイ３３からシートＰを送り出し、この後、シートＰを給送ローラ３４に圧接している分離パッド３５により１枚ずつ分離するようにしている。
【００１９】
次に、このような構成のプリンタ２０における画像形成動作について説明する。画像形成動作が開始されると、まずレーザ露光装置３８から画像信号に応じたレーザ光が、不図示の高圧電源から給電される帯電ローラ２２により表面が一様に帯電処理されると共に、矢印方向に回転駆動されている感光体ドラム２１に照射される。そして、このような画像信号に応じた光が照射されることにより、感光体ドラム上に潜像が形成される。次に、この感光体ドラム上の潜像は、感光体ドラム２１と相対回転する現像スリーブ２５の回転に伴ってトナー容器２７の中に充填されたトナーが適度の帯電を受けた後、感光体ドラム２１上に供給される。そして、供給されたトナーは感光体ドラム２１の静電潜像に付着し、潜像が現像されてトナー像として可視化される。
【００２０】
また、このトナー画像形成動作に並行して中板６４が上昇し、給紙トレイ３３にセットされたシートＰが、給送ローラ３４により送り出され、この後、このシートＰは分離パッド３５によって１枚ずつ分離され、略鉛直に給送される。なお、この分離パッド３５の表面摩擦係数、接触角度及び形状は、１度の給送動作ごとに最上位のシートを１枚のみ搬送できるように調整されている。次に、シートＰは、搬送ローラ対１８により転写部に搬送される。
【００２１】
そして、この後、可視化された感光体ドラム上のトナー像は転写部において、転写ローラ３２に、感光体ドラム２１に形成されたトナー像と逆極性の電圧を印加することにより、シートＰに転写される。なお、シートＰに転写されずに感光体ドラム２１上に残った転写残トナーは不図示のクリーニングブレードにより廃トナー容器に収納される。また、表面がクリーニングされた感光体ドラム２１は、繰り返して次の画像形成プロセスに入る。
【００２２】
次に、トナー像が転写されたシートＰはプリンタ本体上部に配置された定着装置３６へと搬送される。ここで、この定着装置３６は、フィルム加熱方式の定着装置であり、発熱部を有する略面状のヒータ１４と、耐熱性フィルム部材１６と、この耐熱性フィルム部材１６を挟んでヒータ１４を圧接させることにより加熱ニップ部を形成する加圧ローラ８とを有する。そして、形成された加熱ニップ部にシートＰが導入され、耐熱性フィルム部材１６を介したヒータ１４の熱によってシートＰが加熱される。
【００２３】
これにより、シートＰ上にトナー像が永久定着された後、搬送ガイド５を経て、排紙ローラ１０と排紙コロ６に挟持、搬送され、排紙積載トレイ１２に排出される。なお、排紙ローラ１０のシート搬送方向上流側には、シートＰの通過タイミングや有無を検知する排紙センサ１７とフォトセンサ１７ａとが配置されている。そして、この排紙センサ１７及びフォトセンサ１７ａにより、定着装置３６及び排紙部付近におけるシートＰの滞留等を検知することができる。
【００２４】
なお、図２は、プリンタ本体２０Ａの正面断面図であり、図２において、４４は左カバー、４５は右カバー、４６は左側板、４７は中央板、４８は右側板であり、中央板４７上にはレーザ露光装置３８が設けられている。右側板４８の外面には駆動部６０が設けられており、駆動部６０の外側にギアカバー３９が配置されて右側板４８に固定されている。また、左側板４６の外面には、電装基板としての電装回路基板４１が固定されている。
【００２５】
さらに、電装回路基板４１上にはコントローラ基板４３などの複数の部材が順次設けられている。コントローラ基板４３は、不図示のホストコンピュータからの画像データに基づいてレーザ露光装置３８に設けられた半導体レーザのＯＮ／ＯＦＦを制御したり、エンジン制御回路との通信を行ったりするプロセッサ５０が実装されている。
【００２６】
なお、これらギアカバー３９、左側板４６、中央板４７及び右側板４８は板金からなる部品からなり、これらにギアカバー３９、左側板４６等によりプリンタ本体２０Ａの本体フレームが構成されている。また、左カバー４４及び右カバー４５は、モールドで成型された外装カバーであり、左カバー４４は電装回路基板４１を、右カバー４５は右側板４８、駆動部６０、ギアカバー３９を覆っている。
【００２７】
図３は、シート給送装置２０Ｃの構成を示す図である。給紙トレイ３３に上下方向に回動可能に取り付けられている中板６４は、プリンタ本体２０Ａと中板６４の間に設けられた付勢部を構成する圧縮バネである中板バネ６７により、給送ローラ３４の方向の付勢力が与えられている。そして、この中板バネ６７により、中板６４は、シート給送動作が開始されると、積載したシートＰを給送ローラ３４に押し付けるようになっている。また、この中板６４のシート搬送方向（シート給送方向）と直交する幅方向の両端部には中板カム６１がカム回動軸６６を中心として中板６４の上面に沿って回動自在に設けられている。
【００２８】
なお、給送ローラ３４は、シートＰとの摩擦部であるゴム部材が円周上の一定角度間で設けられた、いわゆる半月形状のローラであり、ローラ軸である給送軸６３の幅方向中央部に固定されている。さらに、給送軸６３の幅方向の両端部には、カム部材である給紙カム６２が中板６４の中板カム６１に対向するように固着されている。また、中板６４には、シートＰの幅方向の位置を規制する紙幅規制板７０が設けられている。
【００２９】
ここで、給紙カム６２は図４及び図５に示すような形状を有している。即ち、給紙カム６２は、中板カム６１を押し下げて中板６４を、既述した図３の（ａ）に示すように、給送ローラ３４と中板上のシートＰが離間する待機位置（ホームポジション）で静止させる際、中板カム６１と当接する給紙カム面Ａ及びＢを有している。また、給紙カム６２は、中板６４が上昇するとき中板カム６１と当接する給紙カム面Ｃ、中板６４を押し下げるとき中板カム６１と当接する給紙カム面Ｄを有している。
【００３０】
また、給紙カム６２は、図６に示すようにその周面上の任意の点において、給送軸６３を中心とする回転半径ｒ１がそれぞれ異なるようになっている。そして、給紙カム回転中心である給送軸６３及び中板回動軸６５と間の距離ｄよりも、回転半径ｒ１と中板カム最大回転半径ｒ２の和の方が大きい場合には、給紙カム６２は中板カム６１に当接可能である。また、和の方が小さい場合には、給紙カム６２は中板カム６１には当接しないようになっている。
【００３１】
また、図７に示すように、それぞれの給紙カム面Ａ〜Ｄには給送軸方向に対して勾配が設けられている。即ち、図７の（ａ）及び（ｄ）に示すように、給紙カム面Ａ及びＤは、本体中央に向かって給送軸６３からそのカム面までの距離が長くなるように勾配が設けられている。また、図７の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、給紙カム面Ｂ及びＣは、本体中央に向かって給送軸６３からそのカム面までの距離が短くなるように勾配が設けられている。
【００３２】
そして、このような勾配を設けることにより、中板カム６１が給紙カム方向へ押圧された状態で給紙カム面Ａ及びＤと当接する場合、給紙カム６２には、図７の（ａ）及び（ｄ）に示すように、給送軸６３と平行な方向の分力が本体中央側方向にかかる。また、中板カム６１が給紙カム方向へ押圧された状態で給紙カム面Ｂ及びＣと当接する場合、給紙カム６２には、図７の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、給送軸６３と平行な方向の分力が本体外側方向にかかる。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、給紙カム面Ａの給送軸６３と平行な方向の分力よりも、給紙カム面Ｂの分力の方が大きくなっている。そして、このように給紙カム面Ａ及びＢの給送軸６３と平行な方向の分力の大きさが異なることにより、後述するように給紙カム６２が回転すると、この分力の差により、中板カム６１が回動する。
【００３４】
また、図８は、給紙カム面Ａ及びＢ上における任意の点が、その点を含む給送軸６３に鉛直な断面内を給送軸駆動方向に移動しようとする時の回転半径ｒ３，ｒ４を示している。ここで、給紙カム面Ａに関しては、図８の（ａ）に示すように、その点の移動前の給送軸６３を中心とした回転半径ｒ３が移動後の回転半径ｒ４よりも大きくなるように面の法線が定義されている。また、面Ｂに関しては、図８の（ｂ）に示すように、移動前の回転半径ｒ３が移動後の回転半径ｒ４よりも大きくなるように、面Ｂの法線が定義されている。
【００３５】
ここで、図９に示すように、中板カム６１が給紙カム面Ａ又はＢへ当接する場合、給紙カム面Ａ，Ｂは中板カム６１からＦ１，Ｆ２の力を受ける。この際、このように面の法線が定義されることにより、給紙カム面Ａに関しては、力Ｆ１のうち、給送軸６３に鉛直な方向の分力ｆ１による給送軸中心の回転モーメントＭ１が給紙カム６２に対して給送軸駆動方向へ発生する。また、給紙カム面Ｂに関しては、力Ｆ２のうち、給送軸６３に鉛直な方向の分力ｆ２による給送軸中心の回転モーメントＭ２は給送軸駆動方向と逆方向へ発生する。
【００３６】
また、図１０に示すように給紙カム面Ｃは任意の位置における給送軸６３に鉛直な断面において、その面上の点の給送軸中心の回転半径が給送軸駆動方向と逆方向へ徐々に小さくなるような形状を有している。このため、この給紙カム面Ｃに中板カム６１が圧接すると、中板カム６１は、給紙カム面Ｃの形状に沿って徐々に上昇する。なお、給紙カム面Ｃの給送軸中心の回転半径変化率は、給送開始から給送ローラ３４の円弧部がシートと当接するまで中板６４がほぼ一定の速度で上昇するように調節されている。
【００３７】
一方、図１１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、中板カム６１は略直方体形状であるが、給紙カム６２に圧接するシート搬送方向下流側先端上面Ｅにのみ勾配がついている。そして、このような勾配が付いた上面Ｅを給紙カム６２に圧接させることにより、中板カム６１は中板６４と共に中板回動軸６５を中心として上下方向に回動する。なお、本実施の形態において、中板カム６１は中板６４の通紙面上を、カム回動軸６６を中心にシート搬送方向と略平行なホームポジションから本体中央方向へ約１０度の範囲内において回動可能である。
【００３８】
ここで、静止時においては、中板カム６１は、給紙カム６２により押し下げられており、これにより中板６４は、既述した図３の（ａ）に示すように、給送ローラ３４と中板上のシートＰが離間する待機位置（ホームポジション）で静止している。この時、中板カム６１は中板通紙面上の本体外側へ開ききった位置にあり、その長手方向はシート搬送方向に略平行である。また、給送ローラ３４は、その切り欠き部３４ｂが中板６４に対向している。また、シートＰは紙幅規制板７０により幅方向の位置を規制されている。
【００３９】
給送動作が始まると、給紙カム６２の回転と共に中板カム６１が給紙カム６２の外周形状に追従し、図３の（ｂ）に示すように、中板カム６１及び中板６４が中板回動軸６５を中心に給送ローラ方向へ回動する。そして、このように中板６４と共に上昇する際、中板カム６１は給紙カム６２からの反力により、中板通紙面上を、カム回動軸６６を中心にして、軸方向中央側である本体中央方向へ回動する。
【００４０】
この後、中板上に積載されたシートＰが回転している給送ローラ３４の円弧部３４ａに当接することで中板６４の上昇が止まる。そして、この瞬間、回転している給送ローラ３４の円弧部３４ａにより中板上の最上位のシートが１枚給送される。なお、中板カム６１と、中板カム６１に接離可能に当接する給紙カム６２の動作については後に詳述する。
【００４１】
次に、給送ローラ３４がさらに回転してシートＰを給送した後、図３の（ｃ）に示すように再び給紙カム６２が中板カム６１に当接し、その回転と共に中板カム６１及び中板６４を押し下げる結果、給送ローラ３４と中板上のシートＰが離間される。この後、給紙カム６２が丁度１回転を終えるタイミングで給送軸６３の駆動が解除され、このときの給紙カム６２と中板カム６１の係合により、中板６４の回動が止まり、給送動作が完了する。
【００４２】
次に給送動作時の給紙カム６２と中板カム６１の動きについて図１２〜図１４を用いて説明する。なお、図１２の（ａ）は給紙カム６２と中板カム６１の当接部の斜視図、図１２の（ｂ）は、ホームポジション時における中板カム６１と給紙カム６２の当接部を本体底面側から見た図である。図１３はホームポジション時における中板と平行で給紙カム面Ａ及びＢを通る、給紙カム６２と中板カム６１の当接部の断面図であり、その断面内における給紙カム微小回転前後の給紙カム稜線の変化を示している。図１４は給送部の中板バネ付近を底面側から見た図である。
【００４３】
図３の（ａ）に示すようなホームポジションにおいて、図１２に示すように中板カム６１は中板バネ６７による付勢力を略鉛直上向きに受けた状態で、給紙カム面Ａ及びＢと同時に当接して静止した状態で保持されている。この時、既述した図９に示すように、給紙カム６２は、給紙カム面Ａ及びＢにおいて、中板カム６１により、給送軸中心の回転モーメントＭ１，Ｍ２が生じる。ここで、本実施の形態において、この回転モーメントＭ１，Ｍ２は、それぞれ互いに逆向きで大きさがほぼ等しく、合モーメントが、ぼぼゼロとなるように給紙カム面Ａ及びＢの角度がそれぞれ調整されている。つまり、本実施の形態においては、給紙カム面Ａ及びＢは、給紙カム６２を回転させる互いのモーメントを打ち消すように形成されている。
【００４４】
また、ホームポジションにあるとき、すなわちシートの給送が開始される前、中板通紙面上において、中板カム６１は、本体中央から軸方向外側である本体外側へ開いた位置にある。この時、図１２に示すように、中板カム６１は、給紙カム６２の給紙カム面Ａ及びＢが本体中央側と本体外側から同時に当接することで、中板通紙面上の位置を規制される。つまり、本実施の形態において、この給紙カム面Ａ及びＢにより、シートの給送が開始されるまでは、中板カム６１を係止して中板バネ６７により付勢された中板６４をホームポジションに保持する係止部６２ａが構成される。
【００４５】
次に、給送動作が開始されると、第１カム面である給紙カム面Ａ及び第２カム面である給紙カム面Ｂは、給送軸６３に鉛直な断面内において、既述した図８に示すような面の法線角度を有する。このため、給送動作開始直後の微小時間内において、図１３に示すような、既述した給紙カム面Ａ及びＢの、中板カム６１との当接点における給送軸６３を中心とした回転半径の変化により、まず中板カム６１と給紙カム面Ａの当接が解除される。この結果、中板カム６１は中板バネ６７により給送ローラ方向である略鉛直上向きに押圧された状態で、給紙カム面Ｂのみと当接する。
【００４６】
この時、給紙カム６２は、中板カム６１から、既述した図７に示すように、給紙カム面Ｂを介して略鉛直上向き方向及び給送軸方向本体外側へ力を受け、このときの反力により中板カム６１は略鉛直下向き方向、及び給送軸方向本体中央側へ力を受ける。よって、中板カム６１が受ける力の内、中板回動方向に関しては中板バネ６７からの上向きの付勢力と給紙カムからの下向きの反力で釣り合いを保つようになる。また、給送ローラ軸方向に関しては、給紙カム６２からの反力のみを本体中央側へ受けるため、中板カム６１は給紙カム面Ｂとの当接を保ちつつ、カム回動軸６６を中心として本体中央側に回動する。
【００４７】
さらに、給紙カム面Ｂは、図７に示されるような給送軸方向の勾配を持つため、本体中央に近いほど、給送軸６３に鉛直な断面内の給送軸を中心とする回転半径は小さくなる。したがって、中板カム６１は、本体中央側への回動と同時に中板回動軸６５を中心として、略鉛直上向き方向へ回転し、給紙カム面Ａに突き当たる。この結果、再び中板カム６１が給紙カム面Ａ及びＢと同時に当接し、中板通紙面上の位置を規制され、中板カム６１の回動が止まる。
【００４８】
なお、実際には給送動作開始後から、この微小時間内における中板カム６１及び給紙カム６２の動きが連続する。このため、中板カム６１は給紙カム面Ａ及びＢに当接した状態でカム回動軸６６及び中板回動軸６５を中心として、本体中央側、及び略鉛直上向き方向へ移動する。このように、本実施の形態において、給送開始後、中板６４に対して押し下げ動作をすることが無い。やがて、中板カム６１は給紙カム面Ｂと図１２の（ａ）に示す給紙カム面Ａ及びＣが形成する稜線ＡＣで当接するが、この後の中板カム６１の動きは、給紙カム面Ａ及びＢと当接した時と同様であり、上記において面Ｂの記述を稜線ＡＣに置き換えたものである。
【００４９】
さらに、給紙カム６２が回転すると、中板カム６１は給紙カム面Ｃと当接する。ここで、中板カム６１のカム回動軸６６を中心とする回動に関しては、中板カム６１が給紙カム面Ｃからの反力により本体中央側への力を受け、その方向に回動する。なお、本実施の形態においては、図１４に示すように、中板６４にはガイド溝６８が形成され、このガイド溝６８には中板カム６１の底面に突設されたガイドボス６９が係合している。
【００５０】
ここで、中板カム６１が、中板通紙面上の本体外側へ開ききった位置にある時、図１４の（ａ）に示すように、ガイドボス６９は、図１４の（ｂ）に示すガイド溝６８の本体外側の端面α１に突き当たっている。また、給紙カム６２に圧接して給紙カム面Ｃの形状に沿って中板カム６１が回動すると、この中板カム６１の回動に伴ってガイドボス６９が移動する。そして、図１４の（ｂ）に示すように、ガイド溝６８の本体中央側の図１４の（ａ）に示す端面β１に突き当たることで、カム回動軸６６を中心とした中板カム６１の回動が止まる。つまり、給紙カム面Ａ及びＢの形状にしたがって本体中央側に移動した中板カム６１は、この後、給紙カム面Ｃによりガイド溝６８に沿って移動した後、ガイド溝６８の端面β１に突き当たることで停止する。なお、この時、まだは鉛直上向きに上昇途中である。
【００５１】
また、中板カム６１の中板回動方向の回動に関しては、中板カム６１が給紙カム面Ｃの形状に沿うことで中板カム６１が中板６４と一体に一定の速度で上昇する。そして、中板カム６１と給紙カム６２が当接不可能となった直後に、回転している給送ローラ３４の円弧部３４ａが中板上のシートＰと当接することで回動が止まる。この後、シートＰは、給送ローラ３４により送り出される。なお、図３の（ｂ）に示すように、給送ローラ３４の円弧部３４ａが中板上のシートＰと当接している間、中板カム６１と給紙カム６２は非接触状態にある。
【００５２】
次に、給送ローラ３４がさらに回転し、再びその切り欠き部３４ｂが中板上のシートＰと対向した直後に、図３の（ｃ）に示すように、中板カム６１が給紙カム６２の給紙カム面Ｄに当接する。この時、中板カム６１は中板バネ６７により鉛直上向き方向へ付勢されており、これにより図７に示すように、給紙カム６２は給送軸方向本体中央側へ中板カム６１から力を受ける。この結果、中板カム６１は給送軸方向の本体外側へその反力を受けて、カム回動軸６６を中心に本体外側へ回動する。
【００５３】
そして、図１４の（ａ）に示すように、給紙カム６２がホームポジションに戻るよりも十分に早く、ガイドボス６９がガイド溝６８の本体外側端面α１に突き当たるようになる。これにより、カム回動軸６６を中心とする中板カム６１の回動が止まり、中板カム６１の中板通紙面上の位置が規制される。つまり、ガイド溝６８の端面β１に突き当たることで停止していた中板カム６１は、給紙カム面Ｄによりガイド溝６８に沿って移動した後、ガイド溝６８の端面α１に突き当たることで停止する。なお、この時、まだ中板カム６１は給紙カム面Ｄと当接しており、中板６４は給紙カム６２の回転に伴い鉛直下向きに下降途中である。
【００５４】
次に、給紙カム６２の回転に伴い、給紙カム６２の中板カム６１との当接面が給紙カム面Ｄから給紙カム面Ａに変わるタイミングで給送軸６３の駆動が解除され、給紙カム６２は給送軸回転方向にフリーな状態となる。ここで、既述した図９に示すように、給紙カム面Ａは、中板バネ６７により、中板カム６１から給送軸駆動方向に回転モーメントＭ１を受けるため、給紙カム６２はその方向に回転する。これにより、この後、中板カム６１は給紙カム面Ａとの当接を保ち、給紙カム６２を回転させながら給紙カム面Ｂに圧接するようになる。
【００５５】
そして、このように給紙カム面Ｂに圧接した瞬間、給紙カム面Ｂが中板カム６１から給送軸駆動方向と逆方向に回転モーメントＭ２を受ける。この結果、給紙カム面Ａと給紙カム面Ｂに発生する合モーメントがゼロとなり、給紙カム６２と中板カム６１の間の摩擦力により両者は回転を止め、ホームポジションで静止し給紙動作が終了する。
【００５６】
このように、本実施の形態においては、給送軸方向に勾配がついた給紙カム面Ａ〜Ｄを有する給紙カム６２を用い、さらに中板カム６１を給紙カム６２の回転面に対して鉛直である中板通紙面上を回動可能とすることで、カムを３次元的に動作させている。つまり、従来は、勾配のない給紙カム面を有する給紙カムを用い、その面に中板カムを沿わせることにより、給送軸６３に鉛直な面内での２次元的なカムの動作で中板位置の制御を行っていたのに対し、本実施の形態では、カムを３次元的に動作させている。
【００５７】
また、本実施の形態においては、中板６４をホームポジションに位置させる場合において、中板カム６１を係合する係止部６２ａを、従来の中板回転面上ではなく給紙カム面Ａ及びＢによって形成している。そして、この係止部６２ａを給紙カム６２の回転に伴って中板カム６１を回動させるように構成することにより、給送開始の時、中板６４及び中板カム６１が押し下げられることなく、中板カム６１の給紙カム６２との係合を解除することができる。この結果、従来中板６４の押し下げに使っていた時間を中板６４の上昇に使うことができるため、なだらかに中板上昇動作を行うことができ、給送ローラ３４と中板上シートＰの当接時衝撃音を低減することができる。
【００５８】
また、このように衝撃音を低減することにより、給送ローラ３４の小径化及び本体の小型化を行うことができる。また、中板カム６１を回動させるという簡易な構成で衝撃音を低減することができるので、部品点数を削減でき、これに伴いコストダウンを行うことができる他、製品内部のスペースを最小限にして製品の小型化を行うことができる。また製品の組み立て工程において、工数削減により組み立て時間の短縮化を図れるため、組み立てコストを削減することができる。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態のように、シートを給送する際、給紙カム６２により中板カム６１を回動させながら中板６４を上昇させることにより、中板６４を押し下げることなく、給紙カム６２と中板カム６１の係合解除を行うことができる。この結果、中板６４の上昇時間をより長くとることができようになって中板６４の上昇速度が抑えられるので、少スペースで、かつ簡易な構成で、シートを給送する際の衝撃音を低下させることができる。
【００６０】
ところで、これまでの説明において、給紙カム６２は、図３に示すように左右が互いに対称形状であったが、左右の給紙カム６２を対称形状ではないようにしても良い。次に、対称形状ではない左右の給紙カム６２を備えた本発明の第２の実施の形態について説明する。図１５は、本実施の形態に係る画像形成装置のシート給送装置の構成を示す図である。なお、図１５において、既述した図３と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００６１】
図１５において、６２Ａ、６２Ｂは、同一の形状を有するが、互いに対称形状ではない給紙カムである。つまり、シート搬送方向に対して右側の給紙カム６２Ｂは、左側の給紙カム６２Ａを給送軸方向に平行移動させたものである。このため、給紙カム面Ａ〜Ｄが左右の給紙カム６２Ａ，６２Ｂにおいて、互いに平行となっている。
【００６２】
このため、図１６に示すように、給紙開始時において中板カム６１に給送軸方向へかかる力は、左右どちらの中板カム６１においても一定の向き、本実施の形態においてはシート搬送方向に対して右向きである。また、本実施の形態において、中板カム６１は、図１７の（ａ）に示すように、ホームポジション時においてその長手方向がシート搬送方向に略平行となるような位置にある。また、中板カム６１は、中板６４の昇降の際には、図１７の（ｂ）に示すように、中板シート搬送面上を、カム回動軸６６を中心に、ホームポジションからシート搬送方向に対して右方向へ約１０度の範囲内において回動可能である。
【００６３】
このように構成することにより、給紙が開始されると、まず中板カム６１は給紙カム６２Ａ，６２Ｂからの反力により、中板シート搬送面上を、カム回動軸６６を中心として図１７の（ａ）に示すホームポジションからシート搬送方向に対して右方向へ回動する。この後、図１７の（ｂ）に示すように、給送ローラ３４の円弧部３４ａが中板上のシートＰに当接するより前に、図１８に示すように、２つのガイドボス６９がガイド溝６８のシート搬送方向に対して右側の端面β２に突き当たる。
【００６４】
これにより、中板カム６１の回動が止まる。この時、中板６４は、２つのガイドボス６９からシート搬送方向に対して右向きに力を受け、常にその向きに、給送軸方向のガタ分移動する。このため、給紙時の中板６４の幅方向の位置を一意的に決めることができ、給送時の紙の位置決め性能を向上させることができる。この結果、印字精度の向上を図ることができる。
【００６５】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図１９は、本実施の形態に係る画像形成装置のシート給送装置の構成を示す図である。図１９において、６１Ａは中板カムである。ここで、本実施の形態においては、中板の幅方向の両側に位置する中板カム６１Ａが、給送時に、カム回動軸６６を中心にして中板上を本体内側へ回動した時、２つの中板カム６１Ａの最小クリアランスはシート幅より微小に大きい。また、給送軸方向に関して、本体中央から中板カム６１Ａまで距離は両側とも等しい。
【００６６】
このため、シートＰが真っ直ぐにセットされた場合、図１９の（ａ）に示すようにシートＰが中板カム６１Ａの回動領域外に位置するようになる。この結果、給送時、中板カム６１Ａが中板上を本体内側へ回動しても、図１９の（ｂ）に示すように中板カム６１ＡはシートＰと当接することはない。これにより、中板カム６１Ａの影響を受けることなく、給送動作を行うことができる。
【００６７】
一方、シートＰが斜めにセットされた場合、図２０の（ａ）に示すように、シートＰが中板カム６１の回動領域内に位置するようになる。この結果、給送時において、中板カム６１が回動すると、中板カム６１はシートＰと当接し、図２０の（ｂ）に示すように、中板カム６１の回動領域外までシートＰの先端付近を押し出す。これにより、シートＰが斜めにセットされた場合でも、中板カム６１により、シートの幅方向の両端位置を規制することができるようになるのでシートＰの傾きを補正でき、シートＰのセットが要因の印字精度の悪化を低減することができる。
【００６８】
つまり、本実施の形態においては、中板カム６１が紙幅規制板７０の役割を担うようになる。そして、このように紙幅規制板７０の役割を中板カム６１が担うことができるため、紙幅規制板が不要になり、コストダウンを図ることができる。また、製品の組み立て工程において、工数削減により組み立て時間の短縮化を図れるため、組み立てコストを小さくできる。
【符号の説明】
【００６９】
２０…プリンタ、２０Ａ…プリンタ本体、２０Ｂ…画像形成部、２０Ｃ…シート給送装置、３３…給紙トレイ、３４…給送ローラ、３４ａ…円弧部、３４ｂ…切り欠き部、６１…中板カム、６１Ａ…中板カム、６２…給紙カム、６２ａ…係止部、６２Ａ，６２Ｂ…給紙カム、６３…給送軸、６４…中板、６６…カム回動軸、６７…中板バネ、７０…紙幅規制板、Ａ〜Ｄ…給紙カム面、Ｐ…シート
【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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【図２０】
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【図２１】
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