JP6524967B2 - シート給送装置、シート給送装置を備える画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートを給送可能なシート給送装置、及びこのシート給送装置を備える画像形成装置に関する。

一般に、画像形成装置は、シートカセット（給紙カセット）または手差しトレイなどのシート収容部から印刷用紙などのシートを搬送路へ向けて給送するシート給送装置を備えている。シート給送装置は、前記シートに押し付けられて回転することによって前記シートを前記シート収容部から取り出すピックアップローラー、及びピックアップローラーによって取り出されたシートを搬送路へ向けて送り出すフィードローラーを備える。

この種のシート供給装置には、駆動部の動力を前記ピックアップローラーに伝達する駆動伝達機構が設けられている。前記駆動伝達機構の一例として、駆動源に連結された動力入力部と、この動力入力部に遊嵌されて前記動力入力部からピックアップローラーに一方向の動力を伝達する所謂ラチェット式の動力出力部とを備えるものが知られている。この駆動伝達機構によって、一方向のみの回転力が前記ピックアップローラーに伝達される。

特開平７−５３０６９号公報

ところで、前記動力出力部を有する駆動伝達機構において、駆動力が伝達される側のラチェットギヤ（被入力ギヤ）と、前記ラチェットギヤに係合される歯止めギヤとが回転軸方向に並んで配置されている場合がある。この場合、駆動伝達経路が遮断されて駆動伝達が停止している間にピックアップローラーが駆動伝達時の回転方向の外力を受けて従動されると、前記ラチェットギヤと前記歯止めギヤとが離間する。そして、駆動伝達経路が連結されて駆動が再開されると、前記ラチェットギヤと前記歯止めギヤとが互いに近づく方向へ相対的に移動して、互いの歯が噛み合わされる。

しかしながら、このような駆動伝達機構では、前記ラチェットギヤと前記歯止めギヤとが軸方向に遊びを持って取り付けられているため、駆動停止中に前記ラチェットギヤと前記歯止めギヤとが周方向に位置ずれする場合がある。この場合に、駆動が再開されて、前記ラチェットギヤと前記歯止めギヤとが軸方向に沿って互いに噛み合う方向へ移動すると、前記ラチェットギヤの歯先と前記歯止めギヤの歯先とが衝突して、円滑に噛み合うことができない場合がある。前記ラチェットギヤと前記歯止めギヤとの噛み合いに遅れが生じると、シートの給送が遅れてしまい、シートに対する画像形成に要する時間（ファーストプリントタイム）が延びるという問題が生じうる。

本発明の目的は、駆動伝達機構による駆動伝達の停止中にピックアップローラーが従動した場合でも互いの歯先が周方向に位置ずれせず、駆動伝達が再開されたときに円滑に互いのギヤが噛み合うことが可能なシート給送装置、それを備える画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係るシート給送装置は、回転軸と、前記回転軸に回転自在に支持され、シート収容部に収容されたシートの上面に接触して回転することにより前記シートを前記シート収容部から送り出すピックアップローラーと、前記シートを送り出す方向に対応する第１回転方向の駆動力を前記ピックアップローラーに伝達し、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向の駆動力を前記ピックアップローラーに伝達しない駆動伝達機構と、を備える。
前記駆動伝達機構は、入力ギヤと、ラチェットギヤと、支軸と、移動回転体と、係合溝と、突出部と、傾斜部と、を有する。前記入力ギヤは、前記回転軸に取り付けられ、前記駆動力が入力される。前記ラチェットギヤは、前記ピックアップローラーにおける軸方向の第１側部に取り付けられ、前記軸方向へ突出する複数の歯を有する。前記支軸は、内部に前記回転軸が挿通され、前記第１側部から前記軸方向へ延びる筒状に形成されている。前記移動回転体は、前記入力ギヤと前記ラチェットギヤとの間において前記支軸に回転可能に支持され、前記ラチェットギヤと噛み合い可能な歯止めギヤを有し、前記ラチェットギヤと噛み合う第１位置と前記ラチェットギヤから離間して非接触となる第２位置との間で前記軸方向に沿って前記支軸を移動可能である。前記係合溝は、前記移動回転体における前記入力ギヤ側の第２側部の外周縁に設けられ、前記回転軸の周方向に沿って切り欠かれた形状である。前記突出部は、前記入力ギヤにおける前記移動回転体側の第３側部に突設され、その突出端が前記係合溝の内部に配置され、前記第１回転方向の前記駆動力が入力されたことにより前記入力ギヤとともに回転して前記係合溝における前記第１回転方向側の第１端部に前記駆動力を伝達する。前記傾斜部は、前記突出部に一体に設けられ、前記突出端から前記第２回転方向側へ向けて延出して前記第３側部へ向けて傾斜しており、前記ピックアップローラーが前記第１回転方向へ従動したときに前記係合溝における前記第２回転方向側の第２端部が接触される。

前記シート給送装置において、前記傾斜部に対する前記第２端部の接触点における傾斜角θは、前記接触点における前記傾斜部と前記第２端部との静止摩擦係数がμ１であるときに、以下の関係式を満たすように定められている。
０＜θ＜ｔａｎ^-1（μ１）

また、前記シート給送装置において、前記傾斜部に対する前記第２端部の接触点における傾斜角θは、前記接触点における前記傾斜部と前記第２端部との静止摩擦係数がμ１であり、且つ、前記支軸と前記移動回転体の軸受孔との間に所定の力が生じているときに、以下の関係式を満たすように定められている。
０＜θ＜ｔａｎ^-1（１／μ１）

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記シート供給装置と、前記シート給送装置によって給送される前記シートに画像を形成する画像形成部と、を備える。

本発明によれば、駆動伝達機構による駆動伝達の停止中にピックアップローラーが従動した場合でも互いの歯先が周方向に位置ずれせず、駆動伝達が再開されたときに円滑に互いのギヤが噛み合うことが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す斜視図である。 図２は、画像形成装置の内部構成を模式的に示す断面図である。 図３は、画像形成装置が備える給紙ユニットを斜め上方から見た斜視図である。 図４は、給紙ユニットを斜め下方から見た斜視図である。 図５は、給紙ユニットを下方から見た斜視図である。 図６は、給紙ユニットのピックアップローラー及び伝達機構を示す斜視図である。 図７は、給紙ユニットのピックアップローラー及び伝達機構を示す模式図である。 図８は、給紙ユニットの第１の底面図である。 図９は、給紙ユニットの第２の底面図である。 図１０は、給紙ユニットの第３の底面図である。 図１１は、給紙ユニットの第４の底面図である。 図１２は、給紙ユニットの伝達機構の構造を示す模式図である。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。なお、説明の便宜上、画像形成装置１０が使用可能な設置状態（図１に示される状態）で鉛直方向を上下方向７と定義する。また、前記設置状態において図１に示される給紙カセット２４が挿抜される面を正面（前面）として前後方向８を定義する。また、前記設置状態の画像形成装置１０の正面を基準として左右方向９を定義する。また、以下の実施形態の全図において、同一又は対応する構成要素には同一の符号を付し示す。

本発明の実施形態に係る画像形成装置１０は、少なくとも印刷機能を備えた装置である。画像形成装置１０は、所謂タンデムタイプのカラープリンターである。

図１及び図２に示されるように、画像形成装置１０は筐体１１を備える。筐体１１は、全体として略直方体形状である。筐体１１の内部には、画像形成装置１０を構成する各部が配設されている。

図２に示されるように、画像形成装置１０は、４つの画像形成ユニット４（本発明の画像形成部の一例）、中間転写ユニット５、光走査装置１３、二次転写ローラー２０、定着装置１６、排紙トレイ１８、給紙カセット２４（本発明のシート収容部の一例）、操作表示部２５（図１参照）、ベルトクリーニング装置６、給紙装置４４（本発明のシート給送装置の一例）、及び制御部２などを備える。

画像形成ユニット４各々は、感光体ドラム、帯電装置、現像装置、一次転写ローラーなどを備えており、電子写真方式にしたがって印刷用紙に画像を形成する。画像形成ユニット４は、筐体１１の内部において前後方向８に沿って並設されており、所謂タンデム方式に基づいてカラー画像を形成する。画像形成ユニット４は、各色のトナー像を中間転写ユニット５の転写ベルト１５に重ね合わせて転写して、転写ベルト１５にカラーのトナー像を形成する。転写ベルト１５上のトナー像は、二次転写ローラー２０により、給紙カセット２４から給送される印刷用紙（本発明のシートの一例）に転写される。

中間転写ユニット５は、４つの画像形成ユニット４の上側に設けられている。中間転写ユニット５は、転写ベルト１５と、駆動ローラー５Ａと、従動ローラー５Ｂとを有する。転写ベルト１５は、駆動ローラー５Ａ及び従動ローラー５Ｂによって回転駆動可能に支持されている。駆動ローラー５Ａ及び従動ローラー５Ｂによって支持されることにより、転写ベルト１５は、その表面が各感光体ドラムの表面に接しながら矢印１９の方向へ移動可能となる。

光走査装置１３は、４つの画像形成ユニット４の下側に設けられている。光走査装置１３は、入力される画像データに基づいてレーザー光を生成し、そのレーザー光を画像形成ユニット４各々の感光体ドラムに照射する。これにより前記感光体ドラムそれぞれの表面に静電潜像が形成される。

二次転写ローラー２０は、筐体１１の後方側において、駆動ローラー５Ａと対向する位置に設けられている。二次転写ローラー２０によって転写ベルト１５から印刷用紙にトナー像が転写される。

定着装置１６は、二次転写ローラー２０の上側に設けられている。定着装置１６は、印刷用紙に熱を加えてトナー像を印刷用紙に定着させる。定着装置１６は、一対のローラー対である加熱ローラー１６Ａと、加圧ローラー１６Ｂとを有する。二次転写ローラー２０から定着装置１６に搬送された印刷用紙は、加熱ローラー１６Ａと加圧ローラー１６Ｂとによって挟持されつつ搬送される。このとき、加熱ローラー１６Ａから印刷用紙に熱が伝達されて、印刷用紙上のトナーが溶融して印刷用紙に定着する。これにより、カラー画像が印刷用紙に形成される。

図２に示されるように、定着装置１６からシート排出口２７までの間に排出路２８が形成されている。排出路２８において、シート排出口２７の近傍に、排出ローラー対２３が設けられている。排出ローラー対２３は、駆動ローラーと、前記駆動ローラーに圧接される従動ローラーとにより構成されている。定着装置１６を通過した印刷用紙は排出路２８を搬送され、その後、排出ローラー対２３によってシート排出口２７から排紙トレイ１８に排出される。

給紙カセット２４は、内部に複数枚の印刷用紙を収容可能に構成されている。給紙カセット２４は、筐体１１の底部（最下部）に設けられている。給紙カセット２４は、筐体１１に対して前後方向８へ挿抜可能に構成されている。給紙カセット２４に規定サイズの印刷用紙が収容される。給紙カセット２４は、筐体１１に着脱可能に支持されている。給紙カセット２４は、筐体１１の内部において予め定められた装着位置に装着される。図１及び図２には、給紙カセット２４が前記装着位置に装着された状態が示されている。筐体１１の後方側に、給紙カセット２４から二次転写ローラー２０を経て定着装置１６に至る縦搬送路２６が形成されている。

給紙カセット２４の後端部の付近に、給紙装置４４が設けられている。給紙カセット２４が前記装着位置に装着された状態で、給紙装置４４は、給紙カセット２４に積載されている印刷用紙を一枚ずつ取り出して、縦搬送路２６へ向けて給送する。なお、給紙装置４４の詳細な構成については後述する。

給紙カセット２４は、複数枚の印刷用紙を収容可能なように、上側に開口を有するトレイ形状に形成されている。給紙カセット２４の底部３８には、上下方向７に昇降されるリフト板３９が取り付けられている。リフト板３９は、底部３８において後方側に設けられている。リフト板３９の上に印刷用紙が積載される。リフト板３９の前端部は、給紙カセット２４の底部３８に回動可能に支持されており、その後端部は自由端となっている。リフト板３９が上下方向７へ変位されると、リフト板３９上の印刷用紙も上下方向７へ昇降される。

図２に示されるように、縦搬送路２６の近傍にレジストローラー対２９が設けられている。レジストローラー対２９は、制御部２によって回転駆動される駆動ローラーと、前記駆動ローラーに接触して従動する従動ローラーとを有する。給紙装置４４によって縦搬送路２６に給送された印刷用紙は、レジストローラー対２９によって二次転写ローラー２０へ搬送される。

図２に示されるように、光走査装置１３と給紙カセット２４との間に搬送路４０が形成されている。搬送路４０は、筐体１１の前面から背面へ延びている。搬送路４０は、画像形成装置１０の後方側で縦搬送路２６に連結している。搬送ローラー対４８は、搬送路４０の近傍に設けられており、搬送路４０内のシートを後方へ搬送する。

画像形成装置１０の前面側には、印刷用紙が載置される用紙トレイ４６と、給紙ユニット４２とが設けられている。用紙トレイ４６は、画像形成装置１０の筐体１１の前面に取り付けられている。用紙トレイ４６は、筐体１１の前面のカバーを兼ねる。用紙トレイ４６は、筐体１１の前面に対して搬送路４０の入口を開閉可能に構成されている。

給紙ユニット４２は、ピックアップローラー４１と、給送ローラー対４７とを備えている。ピックアップローラー４１は、用紙トレイ４６に載置された印刷用紙を取り出して給送ローラー対４７に給送する。給送ローラー対４７は、モーターなどの駆動源からの駆動力を受けて回転する駆動ローラー４７Ａと、その下側に配置されるリタードローラー４７Ｂとにより構成されている。ピックアップローラー４１は、駆動ローラー４７Ａとギヤなどの伝達機構によって同期駆動可能に連結されている。制御部２は、前記駆動源を制御することにより、駆動ローラー４７Ａ及びピックアップローラー４１を回転させたり停止させたりする。用紙トレイ４６に載置された印刷用紙は給送ローラー対４７によって搬送路４０に給送される。搬送路４０に給送された印刷用紙は、搬送ローラー対４８によって搬送路４０を後方へ向けて搬送されて、縦搬送路２６に案内される。

図２に示されるように、画像形成装置１０には、排出路２８の分岐点Ｐ１から分岐して縦搬送路２６に定められた合流点Ｐ２に接続する反転搬送路３０が形成されている。前記分岐点Ｐ１は、縦搬送路２６において二次転写ローラー２０よりも上方に定められている。前記分岐点Ｐ１には、排出路２８から反転搬送路３０へ印刷用紙を案内するフラップ（不図示）が設けられている。シート排出口２７から逆送された印刷用紙は、前記フラップによって反転搬送路３０に案内され、反転搬送路３０に設けられた複数の搬送ローラー対３１によって反転搬送路３０を下方へ搬送される。そして、印刷用紙は、反転搬送路３０を通って縦搬送路２６の前記合流点P２で合流し、再び縦搬送路２６を通って二次転写ローラー２０に搬送される。その後、二次転写ローラー２０に到達した印刷用紙は、その裏面にトナー像が転写され、定着装置１６を経ることによって、印刷用紙の裏面に画像が形成される。両面に画像が形成された印刷用紙は、正転駆動に戻された排出ローラー対２３によってシート排出口２７から排紙トレイ１８に排出される。

給紙装置４４は、給紙ユニット６１と、リタードローラー６２と、を備えている。

図３乃至図５に示されるように、給紙ユニット６１は、給紙カセット２４の印刷用紙を給送するものであり、ピックアップローラー６６と、フィードローラー６７（本発明の給送ローラーの一例）と、ローラーホルダー６８（本発明のホルダーの一例）と、を有する。また、給紙ユニット６１は、連結機構５０、及び駆動伝達機構７０をさらに備えている。

ローラーホルダー６８は、筐体１１内の内部フレームに取り付けられている。ローラーホルダー６８は、ピックアップローラー６６及びフィードローラー６７を回転可能に支持するものである。図３及び図４に示されるように、ローラーホルダー６８は、下面が開口した略直方体形状の箱形の部材である。ローラーホルダー６８は、左右方向９に隔てられた一対の側板８１Ａ，８１Ｂと、前後方向８に隔てられた前壁８２Ａ、後壁８２Ｂと、上板８３とを有する。

ピックアップローラー６６及びフィードローラー６７は、側板８１Ａと側板８１Ｂとの間に配置された状態で、側板８１Ａ，８１Ｂに回転可能に支持されている。ローラーホルダー６８において、ピックアップローラー６６は前方側に支持されており、フィードローラー６７は後方側に支持されている。具体的には、ローラーホルダー６８の前方側には、側板８１Ａと側板８１Ｂとの間を渡すように取り付けられた回転軸６６Ａが設けられており、フィードローラー６７は、この回転軸６６Ａに回転自在に支持されている。

ローラーホルダー６８の後方側には、側板８１Ａ，８１Ｂそれぞれから外側へ突出する支軸６９が設けられている。この支軸６９が筐体１１内の内部フレームに軸支されている。これにより、ローラーホルダー６８は、支軸６９を中心に回動可能となる。給紙ユニット６１は、給紙カセット２４に収容されたシートの上方にピックアップローラー６６が位置するように筐体１１内で配置されている。つまり、ピックアップローラー６６は、給紙カセット２４の上方に位置するようにローラーホルダー６８に支持されている。詳細には、ピックアップローラー６６は、そのローラー面が給紙カセット２４に収容された最上位の印刷用紙の上面に当接する位置に配置されている。このため、ローラーホルダー６８が給紙カセット２４側へ回動することにより、ピックアップローラー６６が印刷用紙の上面に押し付けられるようにして当接する。

所定の回転駆動力がピックアップローラー６６の回転軸６６Ａに入力してピックアップローラー６６が回転駆動されると、ピックアップローラー６６はリフト板３９により持ち上げられた印刷用紙のうち最上位の印刷用紙の上面に接触摩擦による給送力を付与する。これにより、ピックアップローラー６６は、ピックアップローラー６６による給送方向の下流側のフィードローラー６７へ向けて印刷用紙を送り出す。

フィードローラー６７は、ピックアップローラー６６よりも前記給送方向の下流側に設けられている。フィードローラー６７は、ピックアップローラー６６から送られてきた印刷用紙は、給送方向の下流側へ給送する。フィードローラー６７は、ピックアップローラー６６の回転軸６６Ａと平行な回転軸６７Ａを備える。回転軸６７Ａにモーターなどの駆動部３４（図８参照）から回転駆動力が伝達されると、フィードローラー６７が回転する。

リタードローラー６２は、フィードローラー６７の下側に回転可能に設けられている。リタードローラー６２は、筐体１１の内部フレームに支持されている。リタードローラー６２は、フィードローラー６７のローラー面と圧接して、フィードローラー６７との間でニップ部を形成する。リタードローラー６２は、ピックアップローラー６６によって一度に複数枚の印刷用紙が送り出されたときに、その複数枚の印刷用紙のうち最上位置の印刷用紙から他の印刷用紙を分離させる。

なお、ピックアップローラー６６、フィードローラー６７、リタードローラー６２の各々は、それぞれ外周面がエラストマーまたはゴムなどの弾性部材で形成されている。

連結機構５０は、側板８１Ａと側板８１Ｂとの間において、フィードローラー６７の近傍に設けられている。より詳細には、連結機構５０は、側板８１Ａと側板８１Ｂとの間の空間においてフィードローラー６７よりも側板８１Ａ側（右側）に設けられている。連結機構５０は、第１ギヤ５１、アイドルギヤ５２、及びワンウェイクラッチ５３、及びを含む。第１ギヤ５１は、フィードローラー６７の回転軸６７Ａに固定されている。ワンウェイクラッチ５３は、フィードローラー６７と回転軸６７Ａとの間に設けられている。ワンウェイクラッチ５３は、前記給送方向に対応する回転方向（正回転方向）の回転駆動力をフィードローラー６７に伝え、前記回転方向とは反対の回転方向（逆回転方向）の回転駆動力を遮断する。

回転軸６７Ａには、モーターなどの駆動部３４（図８参照）が連結されている。これにより、駆動部３４Ａが制御部２による制御によって回転駆動されると、駆動部３４からの正回転方向の回転駆動力が回転軸６７Ａを介して第１ギヤ５１に伝達され、続いてワンウェイクラッチ５３を経てフィードローラー６７に伝達される。これにより、フィードローラー６７が正回転方向に回転される。なお、回転軸６７Ａに駆動部３４が直結された構成に限られず、例えば、駆動部３４から回転軸６７Ａに正回転方向の回転駆動力を伝達する状態とその伝達を解除した状態とに選択的に切り替わるクラッチが回転軸６７Ａに連結した構成であってもよい。

アイドルギヤ５２は、第１ギヤ５１と後述の第２ギヤ７１１との間に配置されている。アイドルギヤ５２は、側板８１Ａの内面から突出する支軸に回転可能に支持されている。アイドルギヤ５２は、第１ギヤ５１及び第２ギヤ７１１それぞれと噛み合っている。このため、駆動部３４（図８参照）からの前記正回転方向の回転駆動力は、第１ギヤ５１からアイドルギヤ５２を経て第２ギヤ７１１に伝達される。

以下、ピックアップローラー６６及びフィードローラー６７が、印刷用紙を送り出すときの前記給送方向に対応する回転方向を正回転方向と称し、その反対の回転方向を逆回転方向と称する。なお、図８乃至図１１の各図に示される直線矢印Ｒ１は、前記正回転方向に回転されたときの印刷用紙の進行方向、つまり、給送方向を示している。

駆動伝達機構７０は、前記給送方向に対応する前記正回転方向（本発明の第１回転方向の一例）の回転駆動力をピックアップローラー６６に伝達し、前記正回転方向とは反対の前記逆回転方向（本発明の第２回転方向の一例）の回転駆動力をピックアップローラー６６に伝達しないように構成されている。本実施形態では、駆動伝達機構７０は、側板８１Ａと側板８１Ｂとの間において、ピックアップローラー６６の近傍に設けられている。より詳細には、駆動伝達機構７０は、側板８１Ａと側板８１Ｂとの間の空間においてピックアップローラー６６よりも側板８１Ａ側（右側）に設けられている。

駆動伝達機構７０はフランジ７１と、ラチェット連結部７２とを含む。フランジ７１及びラチェット連結部７２は、回転軸６６Ａに設けられている。

図６及び図７に示されるように、フランジ７１は、回転軸６６Ａに取り付けられており、具体的には、回転軸６６Ａに回転自在に遊びを持って取り付けられている。フランジ７１の中心には貫通孔が形成されており、その貫通孔に回転軸６６Ａが挿通された状態で、フランジ７１が回転軸６６Ａに回転自在に支持されている。フランジ７１の外周面には、アイドルギヤ５２と連結される第２ギヤ７１１（本発明の入力ギヤの一例）が形成されている。つまり、第２ギヤ７１１は、回転軸６６Ａに回転自在に支持されている。第２ギヤ７１１に、アイドルギヤ５２からの回転駆動力が伝達（入力）される。

フランジ７１のピックアップローラー６６側の側面７１Ａ（本発明の第３側部の一例）には、側面７１Ａから回転軸６６Ａの軸方向へ延びる突出片７１３（本発明の突出部の一例）が形成されている。つまり、突出片７１３は、側面７１Ａに突設されている。側面７１Ａにおいて、突出片７１３は、径方向の外側の外周縁の近傍に形成されている。突出片７１３は、後述の係合回転体７２１の凹部７２８と係合して、係合回転体７２１に対して、回転軸６６Ａの軸周り方向（周方向）に連結可能である。なお、突出片７１３の詳細な構成については後述する。フランジ７１は、第２ギヤ７１１と突出片７１３とを一体に形成したものであり、合成樹脂を材料とする成型品である。

ピックアップローラー６６には、ピックアップローラー６６の側面６６Ｂ（本発明の第１側部の一例）から回転軸６６Ａの軸方向へ延びる筒状の軸部６６１（本発明の支軸の一例）が設けられている。軸部６６１は、フランジ７１側へ向けて延びており、その延出端は、フランジ７１の側面７１Ａにおける突出片７１３よりも内側の領域に当接している。

ラチェット連結部７２は、ピックアップローラー６６とフランジ７１との間に設けられている。図６及び図７に示されるように、ラチェット連結部７２は、軸部６６１に回転自在に遊嵌された筒状の係合回転体７２１（本発明の移動回転体の一例）と、ピックアップローラー６６の側面６６Ｂに固定された鋸歯状のラチェットギヤ７２２とを有する。ラチェットギヤ７２２は、側面６６Ｂにおいて、軸部６６１よりも外側に設けられている。係合回転体７２１のピックアップローラー６６側の側端部７２１Ａには、鋸歯状の歯止めギヤ７２７が形成されている。係合回転体７２１の内孔（本発明の軸受孔の一例）は、係合回転体７２１が軸部６６１の外周面を摺動可能な寸法に形成されている。係合回転体７２１のフランジ７１側の側端部７２１Ｂ（本発明の第２側部の一例）には、突出片７１３が引っ掛かる（係合する）凹部７２８（本発明の係合溝の一例）が形成されている。なお、ラチェットギヤ７２２及び係合回転体７２１は、フランジ７１と同じ樹脂材料で構成された成型品である。

凹部７２８は、係合回転体７２１の側端部７２１Ｂの外周縁に設けられている。凹部７２８は、側端部７２１Ｂが周方向に沿って軸方向へ切り欠かれた矩形溝形状に形成されている。

歯止めギヤ７２７のノコギリ状の歯は、回転軸６６Ａの軸方向に沿ってラチェットギヤ７２２側へ突出している。また、ラチェットギヤ７２２のノコギリ状の歯は、回転軸６６Ａの軸方向に沿って係合回転体７２１側へ突出している。歯止めギヤ７２７の複数の歯は、ラチェットギヤ７２２の複数の歯に対して噛み合うことが可能なように形成されている。上述したように、係合回転体７２１は軸部６６１に回転自在に遊嵌されている。また、ピックアップローラー６６とフランジ７１との間には、係合回転体７２１が軸方向へ移動可能なスペースが設けられている。このため、係合回転体７２１は、歯止めギヤ７２７がラチェットギヤ７２２と噛み合う第１位置と、ラチェットギヤ７２２から離間してラチェットギヤ７２２と非接触となる第２位置との間で、前記軸方向に沿って軸部６６１を移動可能である。言い換えると、係合回転体７２１の歯止めギヤ７２７は、前記第１位置と前記第２位置との間で、前記軸方向に沿って軸部６６１を移動可能である。本実施形態では、係合回転体７２１は、係合回転体７２１の内孔の内面が、軸部６６１の外周面の全領域に対して均一圧力で面接触した状態で、軸部６６１に支持されており、この状態で、前記第１位置と前記第２位置との間で移動可能である。ここで、前記均一圧力は、例えば、軸部６６１の前記軸方向に係合回転体７２１の自重（重力方向の荷重）と同じ荷重が加えられた場合に接触摩擦によって前記軸方向へ移動せずに、前記自重より大きい荷重が前記軸方向に加えられた場合に前記軸方向へ移動する程度の圧力である。

なお、図６は、係合回転体７２１が前記第１位置に配置された状態を示す。また、図７は、係合回転体７２１が前記第２位置に配置されて、歯止めギヤ７２７とラチェットギヤ７２２との噛み合い（連結）が外れた状態を示す。

突出片７１３は、フランジ７１の側面７１Ａに突設されている。図６及び図７に示されるように、突出片７１３の突出方向の先端部７１３Ａは、凹部７２８の内部に位置している。突出片７１３の先端部７１３Ａは、前記正回転方向の回転駆動力を凹部７２８の前記正回転方向側の縁部７２９（本発明の第１端部の一例）に当接して伝達する当接面７１５を有する。当接面７１５は、回転軸６６Ａの軸方向へ延びる平坦面である。突出片７１３は、第２ギヤ７１１に前記正回転方向の回転駆動力が入力してフランジ７１が前記正回転方向へ回転すると、第２ギヤ７１１の回転とともに回転し、当接面７１５が凹部７２８の縁部７２９を前記正回転方向へ押圧する。これにより、前記回転駆動力が縁部７２９に伝達される。

突出片７１３は、突出方向の先端部７１３Ａの当接面７１５から前記正回転方向側へ延出する第１傾斜部７１６と、先端部７１３Ａの突出方向の先端から前記逆回転方向側へ延出する第２傾斜部７１７（本発明の傾斜部の一例）とを有する。第１傾斜部７１６及び第２傾斜部７１７は、突出片７１３に一体に形成されている。第１傾斜部７１６は、当接面７１５から前記正回転方向側の端面に設けられており、当接面７１５から側面７１Ａへ向けて緩く傾斜したテーパ面（傾斜面）を有する。第２傾斜部７１７は、先端部７１３Ａの突出方向の先端から前記逆回転方向側の端面に設けられており、先端部７１３Ａの先端から前記逆回転方向側へ向けて側面７１Ａに至るまで緩く傾斜したテーパ面（傾斜面）を有する。第２傾斜部７１７は、駆動部３４の停止時にピックアップローラー６６が外力を受けて前記正回転方向へ従動したときに凹部７２８の前記逆回転方向側の縁部７３０が接触する部分である。

係合回転体７２１の周方向における凹部７２８の幅は、先端部７１３Ａや第１傾斜部７１６、第２傾斜部７１７が挿入可能なように十分に大きく形成されている。したがって、突出片７１３は、係合回転体７２１の凹部７２８に対して、回転方向において遊びを有して係合する。すなわち、駆動伝達機構７０において、フランジ７１からラチェット連結部７２に至る伝達経路には、回転方向の遊びを有している。

本実施形態では、駆動部３４から連結機構５０に回転駆動力が伝達されると、連結機構５０がフィードローラー６７及びフランジ７１に回転駆動力を伝達し、駆動伝達機構７０がピックアップローラー２２１に回転駆動力を伝達する。これにより、フィードローラー６７及びピックアップローラー６６がともに前記正回転方向へ回転する。

以下、図８〜図１１を参照しつつ、給紙装置４４が給紙カセット２４からシートを給送する動作（シート給送動作）を行うときの給紙ユニット６１の動きの詳細について説明する。

図８は、係合回転体７２１が前記第２位置に配置され、突出片７１３が凹部７２８に挿入された状態を示す。この状態では、駆動部３４からの回転駆動力はフィードローラー及びピックアップローラー６６には伝達されない。以下、図８に示される給紙ユニット６１の状態を停止状態と称する。

前記停止状態において駆動部３４が制御部２に制御されて、駆動部３４から回転駆動力が回転軸６７Ａに入力されると、連結機構５０がフィードローラー６７を回転させる。また、その回転駆動力は、第１ギヤ５１及びアイドルギヤ５２を介して第２ギヤ７１１に入力し、第２ギヤ７１１が前記正回転方向へ回転する。これにより、フランジ７１とともに軸部６６１及び突出片７１３が同方向に回転する。

突出片７１３の回転により、当接面７１５が凹部７２８の前記正回転方向側の縁部７２９まで移動する過程で、突出片７１３の第１傾斜部７１６が縁部７２９に当接する。このとき、第１傾斜部７１６が縁部７２９に付与する押圧力は、回転軸６６Ａの軸方向の分力と、前記正回転方向の分力とに分けられる。前記軸方向の分力は、係合回転体７２１を前記第２位置から前記第１位置へ移動させる。一方、前記正回転方向の分力は、係合回転体７２１を前記正回転方向へ緩やかに回転させる。

そして、係合回転体７２１が前記第１位置に移動すると、図９に示されるように、当接面７１５が凹部７２８の縁部７２９に当接し、当接面７１５から縁部７２９に付与される押圧力の全てが、係合回転体７２１を前記正回転方向へ回転させる力として作用する。これにより、ピックアップローラー６６がフィードローラー６７と同じ回転方向へ回転し、給紙カセット２４の最上位の印刷用紙が前記給送方向へ給送される。

給紙装置４４によって給送された印刷用紙が、給送方向の下流側に位置するレジストローラー対２９（図２参照）によって挟持搬送されはじめると、制御部２は、駆動部３４の駆動を停止して、給紙ユニット６１の動作を停止する。図１０は、給紙ユニット６１の動作が停止した直後の状態を示している。図１０に示されるように、動作停止直後においては、係合回転体７２１が前記第１位置に配置されて、歯止めギヤ７２７がラチェットギヤ７２２に噛み合っており、また、当接面７１５が凹部７２８の縁部７２９に当接した状態である。

上述したように、連結機構５０にはワンウェイクラッチ５３が設けられており、ラチェット連結部７２には鋸歯状の歯止めギヤ７２７及びラチェットギヤ７２２が設けられているため、駆動部３４の駆動が停止して給紙ユニット６１の動作が停止した状態においても、フィードローラー６７及びピックアップローラー６６は、前記正回転方向の外力が加わった場合に、前記正回転方向へのみ回転可能である。具体的には、レジストローラー対２９によって印刷用紙が挟持搬送されると、印刷用紙とフィードローラー６７及びピックアップローラー６６との間の摺動摩擦によって、フィードローラー６７及びピックアップローラー６６それぞれのローラー面には前記正回転方向の外力が加えられて、前記正回転方向へ回転する。なお、駆動部３４の駆動が停止した状態では、駆動部３４の停止トルクによって、第１ギヤ５１は回転せずに停止状態を維持し、また、第２ギヤ７１１も回転せずに停止状態を維持する。したがって、係合回転体７２１が突出片７１３に接触して突出片７１３に力が付与されても、突出片７１３は動作せず、もちろんフランジ７１も動作しない。

前記外力を受けてピックアップローラー６６が前記正回転方向に回転すると、ラチェットギヤ７２２から歯止めギヤ７２７に対し、前記第２位置側（フランジ７１側）へ係合回転体７２１を移動させる力が作用し、更に、軸部６６１から係合回転体７２１の内孔の内面を通じて係合回転体７２１を前記正回転方向へ回転させる力が作用する。前者の軸方向の力は、ラチェットギヤ７２２の歯と歯止めギヤ７２７の歯とが滑ることにより生じる。後者の周方向の力は、軸部６６１と係合回転体７２１の内孔の内面との間に生じる摺動摩擦によって生じる摩擦力である。これにより、係合回転体７２１が前記第２位置に移動して、歯止めギヤ７２７およびラチェットギヤ７２２の噛み合い（連結）が外れる。また、係合回転体７２１が前記正回転方向へ回転したことにより、凹部７２８の縁部７２９とは反対側の縁部７３０が突出片７１３に近づき、縁部７３０が突出片７１３の第２傾斜部７１７に当接する（図１１参照）。以下、この状態のことを連結解除直後の状態と称する。なお、前記摩擦力による周方向の力は、前記軸方向の力に比べて極めて小さく、ピックアップローラー６６の従動によって係合回転体７２１がピックアップローラー６６と同じ回転速度で連れ回る程度である。

ところで、回転駆動力が伝達される側のラチェットギヤ７２２と、ラチェットギヤ７２２に係合される係合回転体７２１とが回転軸６６Ａの軸方向に並んで配置された駆動伝達機構７０においては、上述したように、駆動部３４の駆動が停止している間にピックアップローラー６６が駆動伝達時の回転方向（正回転方向）の外力を受けて従動されると、ラチェットギヤ７２２と係合回転体７２１とが離間する。そして、駆動部３４が駆動されて駆動伝達経路が再連結されると、ラチェットギヤ７２２と係合回転体７２１の歯止めギヤ７２７とが互いに近づく方向へ相対的に移動して、互いの歯が噛み合わされる。

しかしながら、このような駆動伝達機構７０では、ラチェットギヤ７２２と歯止めギヤ７２７とが軸方向に遊びを持って取り付けられているため、駆動停止中のピックアップローラー６６の従動によって、ラチェットギヤ７２２と歯止めギヤ７２７とが周方向に位置ずれする場合がある。この場合に、駆動が再開されて、ラチェットギヤ７２２と歯止めギヤ７２７とが軸方向に沿って互いに噛み合う方向へ移動されると、ラチェットギヤ７２２の歯先と歯止めギヤ７２７の歯先とが衝突して、円滑に噛み合うことができない場合がある。ラチェットギヤ７２２と歯止めギヤ７２７との噛み合いに遅れが生じると、印刷用紙の給送が遅れてしまい、印刷用紙に対する画像形成に要する時間（ファーストプリントタイム）が延びるという問題が生じる。

本実施形態では、駆動伝達機構７０による駆動伝達の停止中にピックアップローラー６６が前記正回転方向へ従動した場合でも、ラチェットギヤ７２２及び歯止めギヤ７２７の各歯先が周方向に位置ずれせず、駆動が再開されたときに円滑に互いのギヤが噛み合うことを可能にしている。

具体的には、第２傾斜部７１７の傾斜角θ（図１２参照）が、以下の関係式（１）を満たすように定められている。つまり、第２傾斜部７１７の傾斜面が、関係式（１）を満たす傾斜角θとなるように、第２傾斜部７１７が形成されている。ここで、前記傾斜角θは、第２傾斜部７１７に対する凹部７２８の縁部７３０の接触点Ｐ１１における第２傾斜部７１７の傾斜角である。また、関係式（１）におけるμ１は、前記接触点Ｐ１１における第２傾斜部７１７と縁部７３０との静止摩擦係数である。

０＜θ＜ｔａｎ^-1（１／μ１）・・・（１）

ここで、前記関係式（１）は、以下のように導くことができる。すなわち、軸部６６１の外周面と係合回転体７２１の内孔の内面との静止摩擦係数をμ２、軸部６６１に係合回転体７２１が取り付けられた状態で軸部６６１の外周面と係合回転体７２１の内孔の内面との間に生じる面圧をＮ２とする。ここで、前記面圧Ｎ２は、係合回転体７２１の内孔の内面（摺動面）にかかる垂直抗力であり、前記内面に作用する単位面積あたりの荷重である。この場合、図１２（Ｃ）に示されるように、係合回転体７２１には、周方向に力Ｆ１（＝μ２Ｎ２）力が作用し、その力Ｆ１が凹部７２８の縁部７３０から第２傾斜部７１７に付与される。ここで、図１２（Ｃ）は、接触点Ｐ１１における力関係を示すベクトル図である。前記力Ｆ１は、第２傾斜部７１７の傾斜面を登る方向Ｄ１１（接触点Ｐ１１から先端部７１３Ａへ向かう方向）の分力Ｆ１１と、傾斜面に垂直な方向Ｄ１２の分力Ｆ１２とに分けられる。前記分力Ｆ１１は、Ｆ１ｃｏｓθであり、前記分力Ｆ１２は、Ｆ１ｓｉｎθである。前記分力Ｆ１１が、第２傾斜部７１７の傾斜面を下る方向Ｄ１３（接触点Ｐ１１から側面７１Ａへ向かう方向）の力Ｆ１３よりも大きければ、縁部７３０は、接触点Ｐ１１で第２傾斜部７１７の傾斜面に当接後に、傾斜面を方向Ｄ１１へ相対的に移動する。つまり、係合回転体７２１をラチェットギヤ７２２側へ移動させる力が縁部７３０に作用する。前記Ｆ１３は、前記分力Ｆ１２と静止摩擦係数μ１を用いて、μ１Ｆ１２と表すことができる。よって、縁部７３０が接触点Ｐ１１に接触したときに係合回転体７２１をラチェットギヤ７２２側へ移動させる条件は、Ｆ１１＞Ｆ１３であり、これを整理すると、以下の式（２）で表される。

Ｆ１１＞Ｆ１３＝μ１Ｆ１２
Ｆ１ｃｏｓθ＞μ１・Ｆ１ｓｉｎθ
μ２Ｎ２ｃｏｓθ＞μ１・μ２Ｎ２ｓｉｎθ
ｃｏｓθ＞μ１ｓｉｎθ
θ＜ｔａｎ^-1（１／μ１）・・・（２）

第２傾斜部７１７は傾斜面であることから、傾斜角θは０度よりも大きいことが必須であるため、式（２）に傾斜角θの下限値を加えて整理すると、上述の関係式（１）を導き出すことができる。

このような関係式（１）を満たす傾斜角θの第２傾斜部７１７であれば、駆動部３４の停止時にピックアップローラー６６が前記正回転方向へ従動した場合に、係合回転体７２１からラチェットギヤ７２２から離れたとしても、縁部７３０が第２傾斜部７１７に接触したときに、係合回転体７２１をラチェットギヤ７２２側へ移動させる力が縁部７３０に作用する。

具体的には、駆動力がフランジ７１の第２ギヤ７１１に伝達していない状態、つまり、駆動部３４が停止している状態では、駆動部３４の停止トルクによって、フランジ７１は軸周りに回転しない。この状態で、ピックアップローラー６６が前記正回転方向へ従動すると、ラチェットギヤ７２２の歯の傾斜面が係合回転体７２１の歯止めギヤ７２７の歯の傾斜面に当接し、係合回転体７２１を前記軸方向の外側（第２ギヤ７１１側）へ押して移動させる。このとき、ラチェットギヤ７２２の歯の傾斜面から係合回転体７２１に作用する分力は、前記軸方向だけでなく、ラチェットギヤ７２２の回転方向（ピックアップローラー６６の前記正回転方向）にも作用する。その回転方向の分力は、係合回転体７２１を前記回転方向へ回転させようとし、更には、係合回転体７２１から接触点Ｐ１１を介して突出片７１３の第２傾斜部７１７を前記回転方向へ回転させようとするが、フランジ７１には前記停止トルクがかかっているので、突出片７１３及びフランジ７１は前記回転方向には回転しない。一方、接触点Ｐ１１にかかる力は、前記回転方向の力だけでなく、上述したように、前記軸方向の力もある。この軸方向の力は、フランジ７１が回転しない状態であるため、突出片７１３からの反力として係合回転体７２１を逆回転方向へ回転させるように作用する。しかしながら、係合回転体７２１には、ラチェットギヤ７２２から受ける前記正回転方向の力も作用しており、この正回転方向の力の方が前記逆回転方向の力よりも大きい。このため、係合回転体７２１は前記逆回転方向へは回転しないが、前記軸方向の外側への力が作用し続けているため、そのエネルギーはラチェットギヤ７２２、係合回転体７２１、及び突出片７１３（フランジ７１）に内在する。この状態で、ラチェットギヤ７２２の歯が歯止めギヤ７２７の歯を乗り越えて瞬間的にラチェットギヤ７２２から歯止めギヤ７２７に対する力が無くなると、前記エネルギーが解放されて、係合回転体７２１を前記軸方向の反対側（ラチェットギヤ７２２側）へ移動させる方向へ作用する。その結果、係合回転体７２１がラチェットギヤ側へ移動し、これにより、歯止めギヤ７２７の歯がラチェットギヤ７２２の歯間に入り込んだ状態（図１２Ｂ参照）となる。本実施形態では、ラチェットギヤ７２２の歯が歯止めギヤ７２７の歯を乗り越える度にこの動作が繰り返される。そして、ピックアップローラー６６の従動が停止した場合は、常に、歯止めギヤ７２７の歯の先端がラチェットギヤ７２２の歯間に入り込んだ状態（図１２Ｂ参照）となる。

このように動作することにより、ピックアップローラー６６の従動が停止した場合に、少なくとも、ラチェットギヤ７２２の歯の先端と歯止めギヤ７２７の歯の先端とが再び噛み合わされる（図１２（Ｂ）参照）。この状態で、駆動部３４が再駆動されて回転駆動力が入力された場合に、ラチェットギヤ７２２の歯の先端と歯止めギヤ７２７の歯の先端とが衝突することなく、歯止めギヤ７２７がラチェットギヤ７２２にスムーズに噛み合わされる。その結果、ラチェットギヤ７２２と歯止めギヤ７２７との噛み合いに遅れが生じることが無くなり、印刷用紙の給送遅れが生じなくなり、印刷用紙に対する画像形成に要する時間が延びることが防止される。

なお、上述の実施形態では、軸部６６１に係合回転体７２１が取り付けられた状態で軸部６６１の外周面と係合回転体７２１の内孔の内面との間に面圧Ｎ２が生じる場合の例について説明したが、本発明は上述の構成に限られない。例えば、駆動伝達機構７０が前記面圧Ｎ２を生じない構成の場合は、第２傾斜部７１７の傾斜角θ（図１２（Ｃ）参照）が、以下の関係式（３）を満たすように定められていればよい。

０＜θ＜ｔａｎ^-1（μ１）・・・（３）

このような関係式（３）を満たす傾斜角θの第２傾斜部７１７であっても、上述の実施形態と同様の効果が奏される。

なお、上述の実施形態では、給紙装置４４の給紙ユニット６１に適用される駆動伝達機構７０を例示したが、例えば、用紙トレイ４６から印刷用紙を給送する給紙ユニット４２に駆動伝達機構７０と同様の機構を適用してもよい。

４：画像形成ユニット
１０：画像形成装置
４４：給紙装置
５０：連結機構
５１：第１ギヤ
５２：アイドルギヤ
５３：ワンウェイクラッチ
７０：駆動連結機構
７１：フランジ
７１１：第２ギヤ
７１６：第１傾斜部
７１７：第２傾斜部
７２：ラチェット連結部
７２１：係合回転体
７２２：ラチェットギヤ
７２７：歯止めギヤ
７２８：凹部
７２９，７３０：縁部

Claims (3)

1. 回転軸と、
   前記回転軸に回転自在に支持され、シート収容部に収容されたシートの上面に接触して回転することにより前記シートを前記シート収容部から送り出すピックアップローラーと、
   前記シートを送り出す方向に対応する第１回転方向の駆動力を前記ピックアップローラーに伝達し、前記第１回転方向とは反対の第２回転方向の駆動力を前記ピックアップローラーに伝達しない駆動伝達機構と、を備え、
   前記駆動伝達機構は、
   前記回転軸に取り付けられ、前記駆動力が入力される入力ギヤと、
   前記ピックアップローラーにおける軸方向の第１側部に取り付けられ、前記軸方向へ突出する複数の歯を有するラチェットギヤと、
   内部に前記回転軸が挿通され、前記第１側部から前記軸方向へ延びる筒状の支軸と、
   前記入力ギヤと前記ラチェットギヤとの間において前記支軸に回転可能に支持され、前記ラチェットギヤと噛み合い可能な歯止めギヤを有し、前記ラチェットギヤと噛み合う第１位置と前記ラチェットギヤから離間して非接触となる第２位置との間で前記軸方向に沿って前記支軸を移動可能な移動回転体と、
   前記移動回転体における前記入力ギヤ側の第２側部の外周縁に設けられ、前記回転軸の周方向に沿って切り欠かれた係合溝と、
   前記入力ギヤにおける前記移動回転体側の第３側部に突設され、その突出端が前記係合溝の内部に配置され、前記第１回転方向の前記駆動力が入力されたことにより前記入力ギヤとともに回転して前記係合溝における前記第１回転方向側の第１端部に前記駆動力を伝達する突出部と、
   前記突出部に一体に設けられ、前記突出端から前記第２回転方向側へ向けて延出して前記第３側部へ向けて傾斜しており、前記ピックアップローラーが前記第１回転方向へ従動したときに前記係合溝における前記第２回転方向側の第２端部が接触される傾斜部と、を有し、
   前記傾斜部に対する前記第２端部の接触点における傾斜角θは、前記接触点における前記傾斜部と前記第２端部との静止摩擦係数がμ１であり、且つ、前記支軸と前記移動回転体の軸受孔との間に所定の力が生じているときに、以下の関係式を満たすように定められていることを特徴とするシート給送装置。
   ０＜θ＜ｔａｎ^-1（１／μ１）
2. 前記移動回転体は、前記移動回転体の内周面が、前記支軸の外周面の全領域に対して均一圧力で面接触した状態で、前記支軸に支持されている請求項１に記載のシート給送装置。
3. 請求項１又は２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る前記シートに画像を形成する画像形成部と、を備える画像形成装置。

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