JPH07172601A - 給紙装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】給紙ロールにより用紙を一枚ずつ給送する給紙
装置において、給紙ロールの給紙性能を上げて、給紙ス
リップ等の問題を有効に防止する。 【構成】用紙積載板２４上に積載された用紙Ｐを一枚ず
つ給送する給紙ロール２２は、本体駆動系からの回転駆
動力が伝達される回転軸３３に対し、ねじりバネ３４を
介し非固定的に支持されている。すなわち、給紙ロール
２２は、回転軸３３に対し所定角度範囲内で回動自在に
支持されると共に、給紙ロール２２の側面部が回転軸３
３に巻きつけられたねじりバネ３４と係合している。ね
じりバネ３４は、回転軸３３が給紙方向（矢印Ａ方向）
に対応する回転方向である矢印Ｂ方向へ回転駆動された
時にその回転に伴い給紙ロール２２に対し矢印Ｂ方向と
同方向に付勢力を加えるべく回転軸３３に巻きつけられ
ており、ねじりバネ３４の一端は給紙ロール２２の他の
側面部に設けられた長孔２２ａと或る程度の遊びを持っ
て係合し、他端は回転軸３３に設けられた小孔３３ａと
係合している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ装置や複写機
等、用紙の供給を必要とする各種機器に適用可能な給紙
装置に関し、より詳しくは給紙ロールにより用紙を一枚
ずつ給送する給紙装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばプリンタ装置や複写機等の
画像形成装置内に内蔵される給紙装置においては、給紙
カセット等の用紙積載手段に積載収納された用紙を一枚
ずつ給紙ロールで給送し、その給送された用紙を待機ロ
ールで一旦待機させた後に画像形成部へ向けて再搬送す
るようになされている。なお、給紙ロールから待機ロー
ルまでの途中経路に、給紙ロールで給送された用紙を待
機ロールまで搬送する搬送ロールを設け、この搬送ロー
ルと給紙ロールとで共働して用紙を搬送するようにする
ものもある。

【０００３】このような給紙装置に使用される給紙ロー
ルとしては、図５に示す給紙ロール１のように、本体駆
動系（ギア２はその最終段に設けられたギア）からの回
転駆動力が駆動伝達手段としての電磁クラッチ３を介し
て伝達される回転軸４に対し、Ｅリング５やスプリング
ピン６等の固定手段により固定支持され、電磁クラッチ
３のオン、オフ制御に従って回転制御されるものが一般
的である。また、このような給紙装置では、用紙積載手
段内に積載収納された用紙を給紙ロールで一枚ずつ分離
給送するために、例えば図７に示すように用紙積載手段
内の用紙積載板（底板）９に摩擦板１０を設けたり、或
いはこれとは別個に捌き給紙用の摩擦パッド１１を設
け、これらの摩擦部材を用紙を介して給紙ロールの周面
に所定圧力Ｆ₁ 、Ｆ₂ で押圧させるべく構成したものが
多い。この場合、給紙ロールと用紙との摩擦力をμ₁ 、
上記摩擦部材と用紙との摩擦力をμ₂ 、用紙と用紙の摩
擦力をμ₃ とすると、μ₁ ＞μ₂ ＞μ₃ の関係となるよ
う各摩擦力に差を持たせることで、上記の一枚ずつの捌
き給紙を可能としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図５に示した従来の給
紙装置において、給紙開始時は、電磁クラッチ３がオン
することによりギア２の回転力が回転軸４を介して瞬間
的に給紙ロール１に伝達され、給紙ロール１が急激に回
転を開始することになるため、用紙との間で給紙スリッ
プを起こしやすいという問題がある。このように給紙開
始時に給紙スリップを一旦起こしてしまうと、給紙ロー
ル１と用紙との間の摩擦係数が静摩擦係数からこれより
も小さな動摩擦係数に切り替わるため、上記のμ₁ ＞μ
₂ ＞μ₃ の関係が崩れ、給紙ロール１がいくら回転して
も給紙されないという事態が生じてしまう。特に給紙速
度が高速になるほど、用紙の慣性力や次の用紙との摩擦
力に比べて給紙ロール１と用紙との摩擦力が小さくなる
ので、より給紙スリップしやすくなる。

【０００５】このような問題を解消するためには、給紙
ロール１の摩擦係数や上記摩擦パッドの押圧力を高く設
定することが考えられるが、このようにすると、今度は
給紙ロール１と摩擦パッドとの間から異常音（鳴き）が
発生したりするので、その設定は難しい。

【０００６】また、給紙開始時に、上記のようにギア２
の回転力が電磁クラッチ３を介して瞬間的に給紙ロール
１に伝達された場合、その瞬間の慣性負荷が非常に大き
いため、電磁クラッチ３に十分な余裕がないと、電磁ク
ラッチ３自体がスリップを起こしやすくなるという問題
もあった。

【０００７】一方、例えば図６に示すように給紙ロール
１で給送された用紙を待機ロール（又は搬送ロール）７
で一旦待機させた後に画像形成部８へ向けて再搬送する
ようにした装置では、給紙ロール１はこれによって給送
された用紙が待機ロール７に到達するまでは自力で回転
するが、その後は、待機ロール７によって搬送される用
紙に従って連れ回りするだけである。このような装置に
おいて、用紙積載板９上に用紙が十分にある時は、その
摩擦板１０と給紙ロール１との間、及び摩擦パッド１１
と給紙ロール１との間には、図７（ａ）に示すように用
紙が常に２枚以上介在しているので、搬送されていく用
紙にはその次の用紙との間の摩擦力μ₃しか生じず、こ
の摩擦力によって発生する用紙搬送に抗する力Ｆ_A （＝
μ₃ （Ｆ ₁ ＋Ｆ₂ ））はほんのわずかである。ところ
が、用紙積載板９上の最後の一枚（最終紙）Ｐ_L が給紙
される時には、図７（ｂ）に示すように上記最終紙Ｐ_L
が摩擦板１０と摩擦パッド１１に直接擦れ合うので、最
終紙Ｐ_L の下端部には摩擦板１０及び摩擦パッド１１と
の間で大きな摩擦力μ₂ が生じ、この摩擦力によって図
６に示すように最終紙Ｐ_L には用紙搬送に抗する力
Ｆ_A ′（＝μ₂ （Ｆ₁ ＋Ｆ ₂ ））が発生し、このＦ_A ′
が上記Ｆ_A よりもずっと大きくなる。その結果、図６に
示すように、待機ロール７によって搬送中の最終紙Ｐ_L
には、その先端部に待機ロール７による搬送力Ｆ_B が働
く一方、後端部に上記搬送力Ｆ_B に抗する力Ｆ_A ′が働
くことになり、結局、最終紙Ｐ_L には過大な張力Ｔが加
わる。

【０００８】そして、上記最終紙Ｐ_L の後端が給紙ロー
ル１と摩擦板１０及び摩擦パッド１１との間を抜けた瞬
間、上記の過大な張力Ｔが急に消失することになる。こ
のような最終紙Ｐ_L に加わる急激な張力変動が、最終紙
Ｐ_L 上に画像形成部８で画像形成している最中に起こっ
た場合は、当然ながら画像ブレの問題が避けられない。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、給紙
ロールの給紙性能を上げて、給紙スリップやクラッチス
リップ等の問題を有効に防止できる給紙装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の給紙装置は、上
記目的を達成するため、用紙を積載収納する積載手段
と、該積載手段に積載される用紙に周面を当接させて該
用紙を給送する給紙ロールと、該給紙ロールを所定角度
回動自在に支持する回転軸と、本体駆動系からの駆動力
を前記回転軸に対し給紙方向の回転力として伝達及び非
伝達に切り換え制御される駆動伝達手段と、前記給紙ロ
ールと前記回転軸とに係合し前記給紙ロールを前記回転
軸に対して給紙方向の回転方向に付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明では、給紙ロールが回転軸に固定されて
おらず、付勢手段による給紙方向への付勢力を受けつつ
所定角度範囲内で回動自在に支持されている。よって、
駆動伝達手段の切り換え制御により本体駆動系からの駆
動力が回転軸に伝達されると、その回転力が給紙ロール
に瞬間的に伝達されるのではなく、付勢手段を介しその
付勢力に応じて徐々に伝達されていく。その結果、給紙
ロールによる用紙の給紙力がスムーズに高まっていき、
その用紙がその次の用紙に対して滑り始めると、給紙速
度がどんどん加速されていく。すなわち、本発明では、
常に静摩擦による迅速な給紙が可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明の一実施例の給紙装
置を適用したプリンタ装置等の画像形成装置における上
記給紙装置及びその近傍の断面図である。

【００１３】この画像形成装置は、装置本体Ｍに着脱自
在であって画像形成用の用紙Ｐを積載収納する積載手段
としての給紙カセット２１と、ここに積載された用紙Ｐ
に周面を当接させて用紙Ｐを給送する給紙ロール２２
と、この給紙ロール２２の周面に所定圧力で押圧され、
給紙ロール２２の給紙の際に給紙カセット２１内の用紙
Ｐをその最上位紙から順に一枚ずつ分離する捌き給紙の
ための摩擦パッド２３とを備えている。更に、給紙カセ
ット２１内には、用紙Ｐを積載したまま上下動可能な用
紙積載板２４と、この用紙積載板２４を押し上げること
によりその上の用紙Ｐの前端部を給紙ロール２２の周面
に所定圧力で押圧する押し上げ部材２５と、用紙積載板
２４上面の前端部に設けられ用紙Ｐの重送を防止するた
めの摩擦板２６とを備えている。また、給紙ロール２２
の給紙方向（矢印Ａ方向）下流側には、給紙ロール２２
から給送されてきた用紙を表裏反転して案内する反転ガ
イド２７、その反転された用紙を更に搬送するスリップ
ロール２８、搬送されてきた用紙の先端が通過するのを
検知する先端検知センサ２９、搬送されてきた用紙を一
旦待機させた後に不図示の画像形成部へ向けて所定タイ
ミングで再搬送する待機ロール３０等が設けられてお
り、画像形成部へ搬送された用紙はそこで電子写真方式
等による所定の画像形成工程を経て、装置外へ排出され
る。

【００１４】更に、上記給紙ロール２２は、図２（ａ）
に示すように、本体駆動系（ギア３１はその最終段に設
けられたギア）からの回転駆動力が駆動伝達手段として
の電磁クラッチ３２を介して伝達される回転軸３３に対
し、付勢手段としてのねじりバネ３４を介し非固定的に
支持されている。すなわち、給紙ロール２２は、回転軸
３３に対し所定角度範囲内で回動自在に支持されると共
に、回転軸３３に給紙ロール２２の外れ止めとして嵌め
込まれたＥリング３５に給紙ロール２２の一側面部が当
接し、かつ、給紙ロール２２の他の側面部が回転軸３３
に巻きつけられたねじりバネ３４と係合している。ここ
で、ねじりバネ３４は、回転軸３３が給紙方向（矢印Ａ
方向）に対応する回転方向である矢印Ｂ方向へ回転駆動
された時にその回転に伴い給紙ロール２２に対し上記矢
印Ｂ方向と同方向に付勢力を加えるべく回転軸３３に巻
きつけられており、ねじりバネ３４の一端は、図２
（ｂ）に示すように、給紙ロール２２の他の側面部に設
けられた長孔２２ａと或る程度の遊びを持って係合し、
他端は回転軸３３に設けられた小孔３３ａと係合してい
る。

【００１５】以上の構成において、給紙ロール２２はそ
の給紙開始時には図３に示すように動作する。まず、給
紙前は電磁クラッチ３２（図２）がオフなので、図３
（ａ）に示すように、回転軸３３からねじりバネ３４
（図２）を介し給紙ロール２２までは全くフリーな状態
にある。所定の給紙開始信号（スタート信号）が出力さ
れて電磁クラッチ３２がオンすると、ギア３１（図２）
の回転駆動力が瞬間的に回転軸３３に伝達され、図３
（ｂ）に示すように回転軸３３が急に回転を開始する
が、この時点では回転軸３３の回転力はねじりバネ３４
で吸収されてしまい、給紙ロール２２には伝達されな
い。

【００１６】その後、回転軸３３が更に回転すると、そ
れに伴いねじりバネ３４が徐々に変形していき、給紙ロ
ール２２への付勢力が徐々に増し、これに伴い給紙ロー
ル２２による給紙力も上昇していく。そして、用紙同士
の摩擦力に抗して給紙ロール２２が用紙Ｐの最上位紙を
給紙できる程度に給紙力が高まった時点で、図３（ｃ）
に示すように上記最上位紙がその下の用紙に対して滑り
を起こすと同時に、給紙ロール２２が回転を開始する。

【００１７】このようにして給紙が行われ、その給紙さ
れた用紙の先端が待機ロール３０（図１）に達すると、
電磁クラッチ３２がオフされることにより、回転軸３３
からねじりバネ３４を介し給紙ロール２２までがフリー
になる。その後、待機ロール３０による再搬送が開始さ
れると、図３（ｄ）に示すように、フリーな状態にある
給紙ロール２２から回転軸３３までが待機ロール３０に
よって搬送される用紙に引きずられて連れ回りする。搬
送中の用紙の後端が給紙ロール３０から離れると、図３
（ａ）の状態に戻る。

【００１８】以上に述べたように、本実施例によれば、
給紙開始時には、回転軸３３の回転力が給紙ロール２２
に瞬間的に伝達されるのではなく、ねじりバネ３４を介
して徐々に伝達されるので、給紙ロール２２による給紙
力が徐々に高まっていき、給紙ロール２２と接触する最
上位紙がその下の用紙と滑りを起こし始めたら給紙速度
が加速されるようになされる。ここで、「給紙力が徐々
に高まっていき」という表現を採用しているが、給紙力
がのろのろと立ち上がっていくのではなく、回転軸３３
が回転開始してから給紙ロール２２が加速回転されるま
での時間はほんの僅かであり、その間に給紙力がスムー
ズに立ち上がっていくことを意味している。従って、本
実施例によれば、給紙開始時に給紙スリップを起こすこ
とがなくなり、その結果、従来のような動摩擦による給
紙ではなく、常に静摩擦による迅速な給紙が可能とな
り、給紙性能が著しく向上する。しかも、電磁クラッチ
３２がオンする瞬間の慣性負荷は回転軸３３のみとなる
（給紙ロール２２や給紙の負荷がない）ので、クラッチ
スリップをも有効に防止することができる。

【００１９】なお、ねじりバネ３４の強さは或る程度弱
い方が高速給紙に対応できるが、給紙中の用紙が待機ロ
ール３０に達する直前における該用紙とその下の用紙と
の摩擦力（μ₃ ）のばらつきにより用紙のたわみ量もば
らつくので、これを考慮してねじりバネ３４の強さを設
定する必要がある。例えば、用紙の待機前における上記
摩擦力μ₃ が２０ｇｆで、給紙ロール２２の直径が４０
ｍｍの場合に、用紙たわみ量を±３ｍｍに抑えたい時
は、ねじりバネ３４のばね定数ｋ＝２０／（２π×３／
４０π）＝１０／（３／２０）≒６７〔ｇｆ／rad 〕以
上の強さが必要となる。

【００２０】更に、本実施例では、上述のような給紙開
始時の給紙スリップの問題点を解消するための手段を設
けたばかりではなく、前述のような最終紙に加わる過大
な張力Ｔ（図６及び図７参照）を防止する手段をも設け
てある。この手段は、給紙ロール２２の駆動制御（すな
わち電磁クラッチ３２のオン、オフ制御）等により行う
ものであり、その具体的な制御例を図４に示す。なお、
同図は、用紙積載板２４上に用紙が３枚存在しその３枚
給紙を行う場合の制御例を示すものである。

【００２１】まず、給紙開始信号（スタート信号）が出
力されると、給紙クラッチ（電磁クラッチ３２）がオン
して上記のように給紙ロール２２による給紙が開始さ
れ、これと同時にスリップロール２８（図１）も回転を
開始する。その後、その用紙先端が先端検知センサ２９
（図１）で検知されると、その検知時点から用紙先端が
待機ロール３０へ到達するのに要する時間ｔ₁ 経過後に
給紙クラッチがオフされて給紙ロール２２への回転力の
伝達が停止される。続いて、上記先端検知時点から画像
形成タイミングと同期した時間ｔ₂ （＞ｔ₁ ）経過後に
再給紙信号が出力され、この信号により待機クラッチが
オンして待機ロール３０により画像形成部へ向けての再
給紙が開始される。ここで、用紙の再給紙後、その用紙
の後端が給紙ロール２２による給紙位置を通過するまで
は、給紙ロール２２は用紙に従って連れ回りする。用紙
後端が待機ロール３０を通過後、待機クラッチがオフさ
れて、待機ロール３０の回転が停止する。このようにし
て１枚目の用紙が給紙された後、所定タイミングで２枚
目の用紙も同様に給紙される。

【００２２】その後、３枚目の用紙（最終紙）も同様に
して給紙が開始されるが、用紙積載板２４（図１）上の
用紙が１枚も無くなったことが紙無しセンサ（図１中に
は示されていない）により検知されると、その後に出力
される再給紙信号により待機ロール３０が回転開始する
と同時に、給紙クラッチもオンして給紙ロール２２によ
る給紙も行われるよう制御される。すなわち、最終紙に
対しては、待機ロール３０による搬送と共に給紙ロール
２２による強制的な給紙が同時に行われる。このような
給紙ロール２２による強制的な給紙は、最終紙の後端が
給紙ロール２２による給紙位置を通過するまで行われ
る。

【００２３】最終紙に対して以上のような制御を行うこ
とにより、本実施例によれば、次のような効果も得られ
る。すなわち、先に図６及び図７にて述べたように最終
紙に摩擦板２６及び摩擦パッド２３による大きな摩擦力
が生じたとしても、上記のように給紙ロール２２による
強制的な給紙を実行するため、最終紙には従来生じてい
たような用紙搬送方向と逆方向の大きな抵抗力Ｆ_A ′
（図６）が発生せず、よって最終紙に過大な張力Ｔが加
わるのを確実に防止できる。その結果、従来生じていた
ような画像ブレの問題は見事に解消される。

【００２４】なお、待機ロール３０の線速よりも給紙ロ
ール２２の線速を速くしておけば、上記の抵抗力Ｆ_A ′
を一層確実になくすことができ、好ましい。以上の実施
例は、プリンタ装置や複写機等の画像形成装置を例にし
て述べたが、本発明は画像形成装置のみに限定されるも
のではなく、給紙ロールにより用紙を一枚ずつ給送する
給紙装置を採用する各種機器に適用できるものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、給紙開始時における回
転軸から給紙ロールへの回転力の伝達をねじりバネ等の
付勢手段を介して行うようにしたので、給紙ロールによ
る給紙力がスムーズに立ち上がり、よって従来のような
急激な立ち上がりによる給紙スリップを起こすことがな
くなり、その結果、従来のような動摩擦による給紙では
なく、常に静摩擦による迅速な給紙が可能となり、給紙
性能の著しい向上が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の給紙装置を適用した画像形
成装置における上記給紙装置及びその近傍の断面図であ
る。

【図２】同実施例における回転軸３３への給紙ロール２
２の取り付け構造を示す図であり、（ａ）は正面図、
（ｂ）は側面図である。

【図３】回転軸３３及び給紙ロール２２の回転動作を説
明するための図であり、（ａ）は給紙開始前の状態、
（ｂ）は回転軸３３の回転開始時の状態、（ｃ）は給紙
ロール２２による給紙開始時の状態、（ｄ）は待機ロー
ル３０による再搬送時の状態をそれぞれ示している。

【図４】同実施例における最終紙に対する給紙制御の一
例を示すタイムチャートである。

【図５】従来の給紙装置における回転軸に対する給紙ロ
ールの取り付け構造を示す斜視図である。

【図６】従来の問題点である、最終紙に加わる過大な張
力Ｔについて説明するための図である。

【図７】用紙の給紙状態を説明するための図であり、
（ａ）は最終紙以外の用紙の給紙状態を示し、（ｂ）は
最終紙の給紙状態を示す。

【符号の説明】

２１ 給紙カセット ２２ 給紙ロール ２３ 摩擦パッド ２４ 用紙積載板 ２６ 摩擦板 ２９ 先端検知センサ ３０ 待機ロール ３２ 電磁クラッチ ３３ 回転軸 ３４ ねじりバネ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】用紙を積載収納する積載手段と、 該積載手段に積載される用紙に周面を当接させて該用紙
   を給送する給紙ロールと、 該給紙ロールを所定角度回動自在に支持する回転軸と、 本体駆動系からの駆動力を前記回転軸に対し給紙方向の
   回転力として伝達及び非伝達に切り換え制御される駆動
   伝達手段と、 前記給紙ロールと前記回転軸とに係合し前記給紙ロール
   を前記回転軸に対して給紙方向の回転方向に付勢する付
   勢手段と、を備えることを特徴とする給紙装置。