給紙装置および画像形成装置
【課題】簡素な構成で、環境温度にかかわらず用紙などの記録シートを良好に給紙することができる、給紙装置およびこの給紙装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】搬送ローラ１４の周面には、分離パッド１５の当接面５２がコイルばね３１の付勢力によって圧接されている。給紙トレイから送り出される用紙は、搬送ローラ１４と分離パッド１５との間に受け入れられて捌かれ、１枚の用紙のみがそれらの間を通過する。分離パッド１５には、バイメタルの一端部が接続されている。バイメタルの他端部は、その位置が変わらないように固定的に配置されている。
【解決手段】搬送ローラ１４の周面には、分離パッド１５の当接面５２がコイルばね３１の付勢力によって圧接されている。給紙トレイから送り出される用紙は、搬送ローラ１４と分離パッド１５との間に受け入れられて捌かれ、１枚の用紙のみがそれらの間を通過する。分離パッド１５には、バイメタルの一端部が接続されている。バイメタルの他端部は、その位置が変わらないように固定的に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給紙装置およびこの給紙装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタなどの画像形成装置には、給紙装置が備えられており、この給紙装置から画像形成部に向けて用紙が１枚ずつ送り出され、画像形成部により用紙に画像が形成される。
給紙装置は、用紙が積載される給紙トレイ、給紙トレイから用紙を送り出す給紙ローラおよび給紙ローラに送り出された用紙を分離して１枚ずつ搬送するための分離部などを備えている。分離部は、互いに接触して配置された搬送ローラおよび分離パッドを有している。給紙ローラによって送り出された用紙は、搬送ローラと分離パッドとの間に案内されて、これらの間を通過する際に１枚ずつに捌かれる。
【０００３】
このような給紙装置では、環境温度によって用紙の分離性能が変化する。そのため、高温環境下で、用紙を１枚ずつに上手く捌くことができずに、複数枚の用紙を重なった状態で搬送する重送を生じたり、低温環境下で、給紙ローラが空転し、用紙が搬送されない空送を生じたりすることがある。
これらの重送および空送を防止するために、環境温度を検出する温度センサを設け、その温度センサにより検出された環境温度に応じて、分離パッドの角度を変更する構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。たとえば、分離パッドを用紙と平行に近づく方向に寝かせることにより、用紙が分離パッドから受ける摩擦力が低減されるので、給紙ローラと用紙との摩擦係数が低くても、給紙ローラの空転を防止することができ、用紙の空送を防止することができる。また、分離パッドを用紙と垂直に近づく方向に立てることにより、用紙が分離パッドから受ける摩擦力が増加されるので、用紙の重送を防止することができる。その結果、環境温度の変化にかかわらず、用紙を１枚ずつ搬送することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４７４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記提案に係る給紙装置では、環境温度を検出するための温度センサが必要である。また、分離パッドの角度を変更するために、モータやギヤを含む駆動機構を設ける必要がある。そのため、給紙装置の構成が複雑化し、製造コストが高くつくという問題があった。
そこで、本発明の目的は、簡素な構成で、環境温度にかかわらず用紙などの記録シートを良好に給紙することができる、給紙装置およびこの給紙装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、給紙装置であって、複数枚の記録シートを載置可能な給紙トレイと、前記給紙トレイから送り出される記録シートを搬送するための搬送ローラと、前記搬送ローラの周面に当接する当接面を有し、前記搬送ローラの周面と前記当接面との間に記録シートを受け入れて、当該記録シートを捌いて、前記搬送ローラの周面と前記当接面との間を１枚の記録シートを通過させるための分離パッドと、前記分離パッドを前記搬送ローラに向けて付勢するための付勢部材と、一端部が前記分離パッドに接続され、他端部が固定的に配置されて、環境温度が高くなるにつれて、前記当接面と前記給紙トレイから送り出された記録シートの先端縁が前記当接面に当接したときに前記当接面に付与する力とのなす内角が大きくなるように、前記分離パッドの姿勢を変更するバイメタルとを含むことを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記バイメタルは、熱膨張率が異なる２種の金属板を貼り合わせて構成され、渦巻状に巻回されており、前記バイメタルの外側の端部が固定的に配置され、前記バイメタルの内側の端部が前記分離パッドに接続されていることを特徴としている。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記分離パッドは、前記搬送ローラの回転軸線と平行をなす揺動軸線を中心に揺動可能に設けられ、前記付勢部材は、前記分離パッドに対する付勢力の入力点を通り、その付勢方向に延びる直線と前記揺動軸線とが交差するように設けられていることを特徴としている。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記分離パッドは、前記搬送ローラの回転軸線と平行をなす揺動軸を有し、前記揺動軸により揺動可能に支持され、前記バイメタルの前記一端部は、前記揺動軸に接続されていることを特徴としている。
請求項５に記載の発明は、画像形成装置であって、請求項１〜４のいずれか一項に記載の給紙装置と、前記給紙装置により供給される記録シートに画像を形成するための画像形成部とを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、搬送ローラの周面には、分離パッドの当接面が付勢部材の付勢力によって圧接されている。給紙トレイから送り出される記録シートは、搬送ローラと分離パッドとの間に受け入れられて捌かれ、１枚の記録シートのみがそれらの間を通過する。分離パッドには、バイメタルの一端部が接続されている。バイメタルの他端部は、その位置が変わらないように固定的に配置されている。
【００１０】
バイメタルは、環境温度の変化に伴って変形する。バイメタルの他端部が固定的に配置されているので、バイメタルの変形に伴い、バイメタルの一端部が移動する。環境温度が高くなると、バイメタルの一端部の移動に伴い、当接面と給紙トレイから送り出された記録シートの先端縁が当接面に当接したときに当接面に付与する力とのなす内角（以下、単に「分離角度」という。）が大きくなるように分離パッドの姿勢が変更される。これにより、記録シートが当接面から受ける垂直抗力が大きくなる。その結果、記録シートが当接面から受ける摩擦力が大きくなる。よって、環境温度の上昇に伴い、記録シート同士に生じる摩擦係数が大きくなっても、記録シートを１枚ずつ分離させることができ、記録シートの重送を防止することができる。
【００１１】
一方、環境温度が低くなると、バイメタルの変形に伴って、分離角度が小さくなるように分離パッドの姿勢が変更される。これにより、記録シートが当接面から受ける垂直抗力が小さくなる。その結果、記録シートが当接面から受ける摩擦力が小さくなる。よって、環境温度の低下に伴い、給紙トレイから記録シートを送り出す力が小さくなっても、搬送ローラと分離パッドとの間を記録シートを確実に通過させることができ、記録シートの空送を防止することができる。
【００１２】
さらに、分離パッドの分離角度の変更は、バイメタルの変形によって達成される。したがって、環境温度を検出するための温度センサや、環境温度に応じて分離パッドの角度を変更するための駆動機構などを設ける必要がない。その結果、簡素な構成で、環境温度にかかわらず記録シートを良好に給紙することができる。
請求項２に記載の発明によれば、バイメタルは、熱膨張率の異なる２種の金属板を貼り合わせて構成されている。バイメタルは、渦巻状に巻き回されており、その外側の端部が固定的に配置され、内側の端部が分離パッドに接続されている。
【００１３】
これにより、たとえば、渦巻の外側（径方向の外側面）部分に相対的に熱膨張率の大きな金属が用いられ、渦巻の内側（径方向の内側面）部分に相対的に熱膨張率の小さな金属が用いられた場合には、環境温度が高くなると、内側の端部（一端部）は、渦の巻きが強くなる方向に移動する。また、環境温度が低くなると、内側の端部は、渦の巻きが弱くなる方向に移動する。一方、渦巻の外側部分に相対的に熱膨張率の小さな金属が用いられ、渦巻の内側部分に相対的に熱膨張率の大きな金属が用いられた場合には、環境温度が高くなると、内側の端部は、渦の巻きが弱くなる方向に移動する。また、環境温度が低くなると、内側の端部は、渦の巻きが弱くなる方向に移動する。その結果、バイメタルの内側の端部の移動に伴って、分離パッドの姿勢を変更することができる。
【００１４】
また、バイメタルの一端部の移動量は、一端部から他端部までの総延長に比例する。そのため、バイメタルが渦巻き状に形成されることにより、小さいスペースで一端部の移動量を大きくすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、分離パッドは、搬送ローラの回転軸線と平行をなす揺動軸線を中心に揺動可能に設けられている。付勢部材は、分離パッドに対する付勢力の入力点から付勢方向に延びる直線と揺動軸線とが交差するように設けられている。これにより、分離パッドの揺動中心に付勢部材の付勢力を入力することができるので、分離パッドの姿勢にかかわらず、分離パッドを搬送ローラにほぼ一定の力で押圧させることができる。したがって、環境温度の変化により、搬送ローラに対する分離パッドの押圧力が大きくなることに起因する音鳴りを防止することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、分離パッドは、搬送ローラの回転軸線と平行な揺動軸を有しており、揺動軸を中心に揺動可能に支持されている。バイメタルの一端部は、揺動軸に接続されている。これにより、バイメタルの一端部の移動に伴って、その移動方向に揺動軸を回転させることができる。その結果、環境温度の変化に伴って、分離パッドの角度を確実に変更することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、画像形成部に向けて記録シートを１枚ずつ良好に搬送することができる。また、記録シートの重送によるジャムの発生や、記録シートの空送による画像形成ミスの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
【図２】図２は、図１に示す分離部の右後側上方から見た斜視図である。
【図３】図３は、図２に示すフレームの左前側から見た斜視図である。
【図４】図４は、図２に示す分離パッドの右後側上方から見た斜視図である。
【図５】図５は、フレームに対してバイメタルを固定した状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、バイメタルおよび分離パッドの側面図である。
【図７】図７は、分離部の正面図である。
【図８】図８は、図７に示すコイルばねが分離パッドに入力する付勢力の方向を説明するための図解的な側面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、分離パッドの角度と用紙が受ける摩擦力との関係を示す模式図であり、環境温度が２５℃の状態を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、分離パッドの角度と用紙が受ける摩擦力との関係を示す模式図であり、環境温度が４０℃の状態を示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、分離パッドの角度と用紙が受ける摩擦力との関係を示す模式図であり、環境温度が１０℃の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
１．プリンタの全体構成
図１は、本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
プリンタ１は、タンデム型のカラープリンタである。本体ケーシング２内には、画像を形成するための画像形成部３と、画像形成部３に記録シートの一例としての用紙Ｐを給紙するための給紙装置４とが設けられている。
【００１９】
画像形成部３には、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色に対応して、４つのプロセスカートリッジ５が並列に配置されている。各プロセスカートリッジ５は、本体ケーシング２の上面のトップカバー６が開放された状態で、本体ケーシング２内に対して装着および離脱可能である。
各プロセスカートリッジ５は、感光ドラム７を備えている。また、各プロセスカートリッジ５内には、スコロトロン型帯電器８および現像ローラ９などが感光ドラム７の周面に対向配置されている。
【００２０】
一方、本体ケーシング２内には、各色に対応した４つのＬＥＤユニット１０が各プロセスカートリッジ５に対応して設けられている。各ＬＥＤユニット１０の先端部は、感光ドラム７の周面に対向配置されている。
感光ドラム７の回転に伴って、感光ドラム７の表面は、スコロトロン型帯電器８によって一様に帯電された後、ＬＥＤユニット１０の先端部に設けられたＬＥＤ（図示せず）によって露光される。これにより、感光ドラム７の表面には、画像データに基づく静電潜像が形成される。そして、感光ドラム７の回転に伴って、静電潜像が現像ローラ９に対向すると、静電潜像にトナーが供給され、感光ドラム７の表面にトナー像が形成される。
【００２１】
また、画像形成部３には、搬送ベルト１６が設けられている。搬送ベルト１６は、４つの感光ドラム７に下方から対向して配置されている。各感光ドラム７に対して搬送ベルト１６の上側部分を挟んで対向する各位置には、転写ローラ１７が配置されている。
給紙装置４は、本体ケーシング２の底部に配置されている。給紙装置４は、給紙トレイ１１、給紙ローラ１２および分離部１３などを備えている。
【００２２】
給紙トレイ１１には、複数枚の用紙Ｐが積層して収容される。
給紙ローラ１２は、給紙トレイ１１に収容された最上の用紙Ｐに対して上方から圧接している。
分離部１３は、互いに接触して配置される搬送ローラ１４および分離パッド１５を備えている。分離部１３については、後に詳述する。
【００２３】
給紙トレイ１１に収容された用紙Ｐは、給紙ローラ１２によって分離部１３へと送られる。そして、分離部１３に送られた用紙Ｐは、搬送ローラ１４と分離パッド１５との間を通過する際に捌かれて、画像形成部３に１枚ずつ搬送される。
給紙装置４から搬送された用紙Ｐは、搬送ベルト１６上に送られる。搬送ベルト１６上に搬送された用紙Ｐは、搬送ベルト１６の走行により、搬送ベルト１６と各感光ドラム７との間を順次に通過する。そして、感光ドラム７の表面上のトナー像は、用紙Ｐと対向したときに、転写ローラ１７に印加された転写バイアスによって、用紙Ｐに転写される。
【００２４】
トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送ベルト１６の後方に設けられた定着部１８に搬送される。定着部１８では、加熱および加圧により、トナー像が用紙Ｐに定着される。トナー像が定着した用紙Ｐは、各種ローラにより、本体ケーシング２の上面に設けられた排紙トレイ１９に排出される。
なお、以下の説明では、搬送ベルト１６による用紙Ｐの搬送方向の上流側を前側（正面側）とし、その反対側の下流側を後側（背面側）とする。また、プリンタ１を前側から見たときを左右の基準とする。
２．分離部
図２は、図１に示す分離部の右後側上方から見た斜視図である。なお、図２では、搬送ローラ１４を破線で図示している。
【００２５】
分離部１３は、搬送ローラ１４および分離パッド１５の他に、フレーム３０、付勢部材の一例としてのコイルばね３１およびバイメタル３２を備えている。
図２に示すように、搬送ローラ１４は、左右方向に延びる円柱形状に形成されている。搬送ローラ１４は、その周面が分離パッド１５に対して上方から当接するように配置されている。
【００２６】
分離パッド１５は、フレーム３０に対して揺動可能に支持されている。
（１）フレーム
図３は、フレームの左前側から見た斜視図である。
図３に示すように、フレーム３０は、左右一対の側壁３５、後壁３６および底板３７を一体的に備えている。
【００２７】
各側壁３５は、側面視で縦長の略矩形板状に形成されている。側壁３５の後端縁の上端部は、後側下方から前側上方に向けて傾斜している。
図２に示すように、後壁３６は、各側壁３５の後端縁を連結する略矩形状に形成されている。後壁３６において、側壁３５の後端縁の上端部に沿って傾斜している部分の左右方向中央部は、その上端縁から矩形状に切り欠かれている。そして、その切り欠かれた部分の左右方向両端部から前方に延びるように、側面視略三角形状のパッド支持部３８が一体的に形成されている。パッド支持部３８には、その前端縁から後側下方に向けて切り欠かれた形状の案内溝３９が形成されている。案内溝３９の後端部は、屈曲し、下方へ延びている。また、パッド支持部３８には、案内溝３９の後端部の下端から、下方に向けて延びるスリット４０が形成されている。
【００２８】
底板３７は、各側壁２５および後壁３６の下端縁を連結する平面視略矩形状に形成されている。
また、図３に示すように、底板３７上には、ベース部４４が一体的に形成されている。ベース部４４は、正面視略矩形のブロック形状に形成され、後壁３６の左右方向中央部の前面に接触して配置されている。
【００２９】
ベース部４４の上端部は、その上面から矩形状に切り欠かれている。この切欠部４１の底面中央部には、上方に向けて延びる略円筒状のばね支持部４２が突設されている。
（２）分離パッド
図４は、分離パッドの右後側上方から見た斜視図である。
図４に示すように、分離パッド１５は、パッド支持部４９、パッド本体５０および揺動軸５１を備えている。
【００３０】
パッド支持部４９は、前後方向および左右方向に延びる略矩形板状に形成されている。パッド支持部４９の上面の前側部分には、その後側部分よりも一段下がった凹部４８が形成されている。また、パッド支持部４９には、その前端縁の左右方向途中部から前側上方に延びる２つの案内リブ５３が一体的に形成されている。
パッド本体５０は、前後方向および左右方向に延びる矩形板状に形成され、パッド支持部４９の上面の凹部４８に取り付けられている。パッド本体５０の上面は、図２に示すように、搬送ローラ１４の周面に当接する当接面５２となっている。
【００３１】
搬送ローラ１４と当接面５２との間を通過した用紙Ｐ（図１参照）は、案内リブ４３に沿って案内されながら、画像形成部３へと搬送される。
揺動軸５１は、パッド支持部４９の前後方向途中部を左右方向に貫通するように配置されている。具体的には、図２に示すように、揺動軸５１は、パッド支持部４９において、パッド本体５０の当接面５２と搬送ローラ１４の周面とが接触した状態で、その接触位置に対して、接触方向（パッド本体５０の当接面５２に対して直交する方向）の延長線上の部分を左右方向に貫通している。
（３）バイメタル
図４に示すように、バイメタル３２は、揺動軸５１において、パッド支持部４９から右方に突出した部分の左端部に連結されている。具体的には、バイメタル３２は、揺動軸５１の周囲に右巻き（外側から内側に向けて、時計周り方向に巻いた形状）となる渦状に巻き回されており、その内側端部５４が揺動軸５１に連結されている。また、バイメタル３２の外側端部５５は、渦の最外層から下方に屈曲されている。バイメタル３２の外側端部５５には、その下端部から右側に延びる被支持部５６が形成されている。
【００３２】
バイメタル３２は、２種類の熱膨張率の異なる金属を貼り合わせて形成されている。本実施形態において、バイメタル３２は、その外側（渦の外側面）に相対的に熱膨張率の高い金属（たとえば、７０％Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ合金）を用い、内側（渦の内側面）に相対的に熱膨張率の低い金属（たとえば、３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金）を用いて形成されている。
図５は、フレームに対してバイメタルを固定した状態を示す斜視図である。図５において、図面の煩雑化を回避するために、分離パッド１５およびコイルばね３１の図示を省略している。
【００３３】
図５に示すように、フレーム３０のパッド支持部３８に形成されたスリット４０に対して、被支持部５６が差し入れられることにより、バイメタル３２の他端部５５がフレーム３０に固定される。バイメタル３２の他端部５５がフレーム３０に固定された状態で環境温度が変化すると、バイメタル３２の変形に伴って、一端部５４が移動する。
（４）バイメタルの変形
図６は、バイメタルおよび分離パッドの側面図である。
【００３４】
図６では、環境温度が２５℃のときの分離パッド１５の姿勢を実線で示す。また、環境温度が１０℃のときの分離パッド１５の姿勢を破線で示す。また、環境温度が４０℃のときの分離パッド１５の姿勢を一点鎖線で示す。
図６に示すように、環境温度が１０℃のときは、バイメタル３２の外側の金属が内側の金属よりも大きく収縮するので、バイメタル３２の渦が大きくなるような方向に一端部５４が移動する。そのため、その一端部５４の移動に伴って、分離パッド１５の揺動軸５１が図６における反時計回り方向に回動される。その結果、環境温度が１０℃のときは、環境温度が２５℃のときと比較して、分離パッド１５が寝る。すなわち、分離パッド１５の当接面５２が水平方向に近くなる。
【００３５】
一方、環境温度が４０℃のときは、バイメタル３２の外側の金属が内側の金属よりも大きく膨張するので、バイメタル３２の渦が小さくなるような方向に一端部５４が移動する。そのため、その一端部５４の移動に伴って、分離パッド１５の揺動軸５１が図６における時計回り方向に回動される。その結果、環境温度が４０℃のときは、環境温度が２５℃のときと比較して、分離パッド１５が立つ。すなわち、分離パッド１５の当接面５２が鉛直方向に近くなる。
（５）コイルばね
図７は、分離部の正面図である。
【００３６】
図７に示すように、分離パッド１５の下面には、フレーム３０のばね支持部４２と上下方向に対向する位置に、下方に向けて延びる正面視略Ｔ字状の係止部４７が形成されている。具体的には、係止部４７は、揺動軸５１と上下方向に重なる位置、つまり、分離パッド１５の当接面４２と搬送ローラ１４の周面との接触部分と上下方向に重なる位置に形成されている。
【００３７】
コイルばね３１は、その下端部がフレーム３０のばね支持部４２に巻き回されている。そして、コイルばね３１の上端部は、分離パッド１５の下面に形成された係止部４７に巻き回されている。
図８は、分離パッドおよびコイルばねを図解的に示す側面図である。
図８に示すように、分離パッド１５において、コイルばね３１の上端が接続される入力点４６（係止部４７）には、コイルばね３１から上方へ向かう付勢力が入力される。係止部４７と揺動軸５１とが上下方向に重なっているので、入力点４６に入力される付勢力に沿う直線Ｆｓは、揺動軸５１と直交する。すなわち、分離パッド１５に対する付勢力の入力点４６を通り、その付勢方向に延びる直線Ｆｓが揺動軸５１と交差するように、コイルばね３１が分離パッド１５に接続されている。
（６）用紙の分離
図９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、分離パッドの角度と用紙が受ける摩擦力との関係を示す模式図である。図９Ａは、環境温度が２５℃の状態を示す。図９Ｂは、環境温度が４０℃の状態を示す。図９Ｃは、環境温度が１０℃の状態を示す。
（６−１）環境温度が２５℃のときの摩擦力
図９Ａに示すように、環境温度が２５℃のとき、分離パッド１５の当接面５２は、水平方向に対して約３０度の角度で傾斜している。
【００３８】
用紙Ｐは、給紙ローラ１２（図１参照）によって搬送ローラ１４と分離パッド１５（パッド本体５０）の当接面５２との接触部分に向けて略水平方向に送り出される。
当接面５２に用紙Ｐの先端が当接すると、当接面５２には、用紙Ｐから略水平方向の力Ｆ１が付与される。この力Ｆ１は、当接面５２に沿う方向の水平成分Ｆａ１と、当接面５２に直交する方向の垂直成分Ｆｂ１とを含んでいる。そのため、当接面５２に用紙Ｐの先端が当接したときに、用紙Ｐには、垂直成分Ｆｂ１の反力である垂直抗力Ｆｃ１が付与される。したがって、用紙Ｐには、この垂直抗力Ｆｃ１に起因する摩擦力が付与される。この摩擦力は、用紙Ｐ同士に生じる摩擦力よりも大きくなるように設定されている。
（６−２）環境温度が４０℃のときの摩擦力
図９Ｂに示すように、環境温度が４０℃の場合、分離パッド１５は、環境温度が２５℃の場合の分離パッドよりも鉛直に近づく方向に立っている。
【００３９】
当接面５２に用紙Ｐの先端が当接すると、当接面５２には、用紙Ｐから略水平方向の力Ｆ２が付与される。この力Ｆ２は、当接面５２に沿う方向の水平成分Ｆａ２と、当接面５２に直交する方向の垂直成分Ｆｂ２とを含んでいる。そのため、当接面５２に用紙Ｐの先端が当接したときに、用紙Ｐには、垂直成分Ｆｂ２の反力である垂直抗力Ｆｃ２が付与される。したがって、用紙Ｐには、この垂直抗力Ｆｃ２に起因する摩擦力が付与される。
【００４０】
垂直成分Ｆｂ２は、図９Ａに示す垂直成分Ｆｂ１よりも大きい。すなわち、垂直成分Ｆｂ２の反力である垂直抗力Ｆｃ２は、図９Ａに示す垂直抗力Ｆｃ１よりも大きい。よって、環境温度が２５℃の場合と比較して、用紙Ｐに付与される摩擦力が大きくなる。
（６−３）環境温度が１０℃のときの摩擦力
図９Ｃに示すように、環境温度が１０℃の場合、分離パッド１５は、環境温度が２５℃の場合の分離パッドよりも水平に近づく方向に寝ている。
【００４１】
当接面５２に用紙Ｐの先端が当接すると、当接面５２には、用紙Ｐから略水平方向の力Ｆ３が付与される。この力Ｆ３は、当接面５２に沿う方向の水平成分Ｆａ３と、当接面５２に直交する方向の垂直成分Ｆｂ３とを含んでいる。そのため、当接面５２に用紙Ｐの先端が当接したときに、用紙Ｐには、垂直成分Ｆｂ３の反力である垂直抗力Ｆｃ３が付与される。したがって、用紙Ｐには、この垂直抗力Ｆｃ３に起因する摩擦力が付与される。
【００４２】
垂直成分Ｆｂ３は、図９Ａに示す垂直成分Ｆｂ１よりも小さい。すなわち、垂直成分Ｆｂ３の反力である垂直抗力Ｆｃ３は、図９Ａに示す垂直抗力Ｆｃ１よりも小さい。よって、環境温度が２５℃の場合と比較して、用紙Ｐに付与される摩擦力が小さくなる。
３．作用効果
以上のように、搬送ローラ１４の周面には、分離パッド１５の当接面５２がコイルばね３１の付勢力によって圧接されている。給紙トレイ１１から送り出される用紙Ｐは、搬送ローラ１４と分離パッド１５との間に受け入れられて捌かれ、１枚の用紙Ｐのみがそれらの間を通過する。分離パッド１５には、バイメタル３２の一端部５４が接続されている。バイメタル３２の他端部５５は、その位置が変わらないように固定的に配置されている。
【００４３】
バイメタル３２は、環境温度の変化に伴って変形する。バイメタル３２の他端部５５が固定的に配置されているので、バイメタル３２の変形に伴い、バイメタル３２の一端部５４が移動する。環境温度が高くなると、バイメタル３２の一端部５４の移動に伴い、当接面５２と給紙トレイ１１から送り出された用紙Ｐの先端縁が当接面５２に当接したときに当接面５２に付与する力Ｆ２とのなす内角（以下、単に「分離角度」という。）が大きくなるように分離パッド１５の姿勢が変更される。これにより、用紙Ｐが当接面５２から受ける垂直抗力Ｆｃ２が、環境温度が２５℃のときの垂直抗力Ｆｃ１よりも大きくなる。その結果、用紙Ｐが当接面５２から受ける摩擦力が大きくなる。よって、環境温度の上昇に伴い、用紙Ｐ同士に生じる摩擦係数が大きくなっても、用紙Ｐを１枚ずつ分離させることができ、用紙Ｐの重送を防止することができる。
【００４４】
一方、環境温度が低くなると、バイメタル３２の変形に伴って、分離角度が小さくなるように分離パッド１５の姿勢が変更される。これにより、用紙Ｐが当接面５２から受ける垂直抗力Ｆｃ３が、環境温度が２５℃のときの垂直抗力Ｆｃ１よりも小さくなる。その結果、用紙Ｐが当接面５２から受ける摩擦力が小さくなる。よって、環境温度の低下に伴い、給紙トレイ１１から用紙Ｐを送り出す力が小さくなっても、搬送ローラ１４と分離パッド１５との間を用紙Ｐを確実に通過させることができ、用紙Ｐの空送を防止することができる。
【００４５】
さらに、分離パッド１５の分離角度の変更は、バイメタル３２の変形によって達成される。したがって、環境温度を検出するための温度センサや、環境温度に応じて分離パッド１５の角度を変更するための駆動機構などを設ける必要がない。その結果、簡素な構成で、環境温度にかかわらず用紙Ｐを良好に給紙することができる。
また、バイメタル３２は、熱膨張率の異なる２種の金属板を貼り合わせて構成されている。バイメタル３２は、渦巻状に巻き回されており、その外側端部５５が固定的に配置され、内側端部５４が分離パッド１５に接続されている。
【００４６】
渦巻の外側（径方向の外側面）部分に相対的に熱膨張率の大きな金属が用いられ、渦巻の内側（径方向の内側面）部分に相対的に熱膨張率の小さな金属が用いられているので、環境温度が高くなると、内側端部５４は、渦の巻きが強くなる方向に移動する。また、環境温度が低くなると、内側端部５４は、渦の巻きが弱くなる方向に移動する。
また、バイメタル３２の内側端部５４の移動量は、内側端部（一端部）５４から外側端部（他端部）５５までの総延長に比例する。そのため、バイメタル３２が渦巻き状に形成されることにより、小さいスペースで内側端部５４の移動量を大きくすることができる。
【００４７】
また、分離パッド１５は、搬送ローラ１４の回転軸線と平行をなす揺動軸５１を中心に揺動可能に設けられている。コイルばね３１は、分離パッド１５に対する付勢力の入力点から付勢方向に延びる直線と揺動軸線とが交差するように設けられている。これにより、分離パッド１５の揺動中心にコイルばね３１の付勢力を入力することができるので、分離パッド１５の姿勢にかかわらず、分離パッド１５を搬送ローラ１４にほぼ一定の力で押圧させることができる。したがって、環境温度の変化により、搬送ローラ１４に対する分離パッド１５の押圧力が大きくなることに起因する音鳴りを防止することができる。
【００４８】
また、バイメタル３２の内側端部５４は、揺動軸５１に接続されている。これにより、バイメタル３２の内側端部５４の移動に伴って、その移動方向に揺動軸５１を回転させることができる。その結果、環境温度の変化に伴って、分離パッド１５の角度を確実に変更することができる。
そして、画像形成部３に向けて用紙Ｐを１枚ずつ良好に搬送することができるので、用紙Ｐの重送によるジャムの発生や、用紙Ｐの空送による画像形成ミスの発生を防止することができる。
４．変形例
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。
【００４９】
たとえば、バイメタル３２は、渦巻の外側部分に相対的に熱膨張率の大きな金属が用いられ、渦巻の内側部分に相対的に熱膨張率の小さな金属が用いられるとしたが、渦巻の外側部分に相対的に熱膨張率の小さな金属が用いられ、渦巻の内側部分に相対的に熱膨張率の大きな金属が用いられてもよい。この場合、バイメタル３２の一端部５４と他端部５５との間の途中部は、右側面視で左巻き（外側から内側に向けて、反時計周り方向に巻いた形状）に巻き回された形状に形成されていればよい。これにより、上記の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ プリンタ
３ 画像形成部
４ 給紙装置
１１ 給紙トレイ
１４ 搬送ローラ
１５ 分離パッド
３１ コイルばね
３２ バイメタル
４６ 入力点
５１ 揺動軸
５２ 当接面
５４ 一端部（内側端部）
５５ 他端部（外側端部）
Ｐ 用紙
Ｆｓ 直線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給紙装置およびこの給紙装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタなどの画像形成装置には、給紙装置が備えられており、この給紙装置から画像形成部に向けて用紙が１枚ずつ送り出され、画像形成部により用紙に画像が形成される。
給紙装置は、用紙が積載される給紙トレイ、給紙トレイから用紙を送り出す給紙ローラおよび給紙ローラに送り出された用紙を分離して１枚ずつ搬送するための分離部などを備えている。分離部は、互いに接触して配置された搬送ローラおよび分離パッドを有している。給紙ローラによって送り出された用紙は、搬送ローラと分離パッドとの間に案内されて、これらの間を通過する際に１枚ずつに捌かれる。
【０００３】
このような給紙装置では、環境温度によって用紙の分離性能が変化する。そのため、高温環境下で、用紙を１枚ずつに上手く捌くことができずに、複数枚の用紙を重なった状態で搬送する重送を生じたり、低温環境下で、給紙ローラが空転し、用紙が搬送されない空送を生じたりすることがある。
これらの重送および空送を防止するために、環境温度を検出する温度センサを設け、その温度センサにより検出された環境温度に応じて、分離パッドの角度を変更する構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。たとえば、分離パッドを用紙と平行に近づく方向に寝かせることにより、用紙が分離パッドから受ける摩擦力が低減されるので、給紙ローラと用紙との摩擦係数が低くても、給紙ローラの空転を防止することができ、用紙の空送を防止することができる。また、分離パッドを用紙と垂直に近づく方向に立てることにより、用紙が分離パッドから受ける摩擦力が増加されるので、用紙の重送を防止することができる。その結果、環境温度の変化にかかわらず、用紙を１枚ずつ搬送することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４７４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記提案に係る給紙装置では、環境温度を検出するための温度センサが必要である。また、分離パッドの角度を変更するために、モータやギヤを含む駆動機構を設ける必要がある。そのため、給紙装置の構成が複雑化し、製造コストが高くつくという問題があった。
そこで、本発明の目的は、簡素な構成で、環境温度にかかわらず用紙などの記録シートを良好に給紙することができる、給紙装置およびこの給紙装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、給紙装置であって、複数枚の記録シートを載置可能な給紙トレイと、前記給紙トレイから送り出される記録シートを搬送するための搬送ローラと、前記搬送ローラの周面に当接する当接面を有し、前記搬送ローラの周面と前記当接面との間に記録シートを受け入れて、当該記録シートを捌いて、前記搬送ローラの周面と前記当接面との間を１枚の記録シートを通過させるための分離パッドと、前記分離パッドを前記搬送ローラに向けて付勢するための付勢部材と、一端部が前記分離パッドに接続され、他端部が固定的に配置されて、環境温度が高くなるにつれて、前記当接面と前記給紙トレイから送り出された記録シートの先端縁が前記当接面に当接したときに前記当接面に付与する力とのなす内角が大きくなるように、前記分離パッドの姿勢を変更するバイメタルとを含むことを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記バイメタルは、熱膨張率が異なる２種の金属板を貼り合わせて構成され、渦巻状に巻回されており、前記バイメタルの外側の端部が固定的に配置され、前記バイメタルの内側の端部が前記分離パッドに接続されていることを特徴としている。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記分離パッドは、前記搬送ローラの回転軸線と平行をなす揺動軸線を中心に揺動可能に設けられ、前記付勢部材は、前記分離パッドに対する付勢力の入力点を通り、その付勢方向に延びる直線と前記揺動軸線とが交差するように設けられていることを特徴としている。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記分離パッドは、前記搬送ローラの回転軸線と平行をなす揺動軸を有し、前記揺動軸により揺動可能に支持され、前記バイメタルの前記一端部は、前記揺動軸に接続されていることを特徴としている。
請求項５に記載の発明は、画像形成装置であって、請求項１〜４のいずれか一項に記載の給紙装置と、前記給紙装置により供給される記録シートに画像を形成するための画像形成部とを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、搬送ローラの周面には、分離パッドの当接面が付勢部材の付勢力によって圧接されている。給紙トレイから送り出される記録シートは、搬送ローラと分離パッドとの間に受け入れられて捌かれ、１枚の記録シートのみがそれらの間を通過する。分離パッドには、バイメタルの一端部が接続されている。バイメタルの他端部は、その位置が変わらないように固定的に配置されている。
【００１０】
バイメタルは、環境温度の変化に伴って変形する。バイメタルの他端部が固定的に配置されているので、バイメタルの変形に伴い、バイメタルの一端部が移動する。環境温度が高くなると、バイメタルの一端部の移動に伴い、当接面と給紙トレイから送り出された記録シートの先端縁が当接面に当接したときに当接面に付与する力とのなす内角（以下、単に「分離角度」という。）が大きくなるように分離パッドの姿勢が変更される。これにより、記録シートが当接面から受ける垂直抗力が大きくなる。その結果、記録シートが当接面から受ける摩擦力が大きくなる。よって、環境温度の上昇に伴い、記録シート同士に生じる摩擦係数が大きくなっても、記録シートを１枚ずつ分離させることができ、記録シートの重送を防止することができる。
【００１１】
一方、環境温度が低くなると、バイメタルの変形に伴って、分離角度が小さくなるように分離パッドの姿勢が変更される。これにより、記録シートが当接面から受ける垂直抗力が小さくなる。その結果、記録シートが当接面から受ける摩擦力が小さくなる。よって、環境温度の低下に伴い、給紙トレイから記録シートを送り出す力が小さくなっても、搬送ローラと分離パッドとの間を記録シートを確実に通過させることができ、記録シートの空送を防止することができる。
【００１２】
さらに、分離パッドの分離角度の変更は、バイメタルの変形によって達成される。したがって、環境温度を検出するための温度センサや、環境温度に応じて分離パッドの角度を変更するための駆動機構などを設ける必要がない。その結果、簡素な構成で、環境温度にかかわらず記録シートを良好に給紙することができる。
請求項２に記載の発明によれば、バイメタルは、熱膨張率の異なる２種の金属板を貼り合わせて構成されている。バイメタルは、渦巻状に巻き回されており、その外側の端部が固定的に配置され、内側の端部が分離パッドに接続されている。
【００１３】
これにより、たとえば、渦巻の外側（径方向の外側面）部分に相対的に熱膨張率の大きな金属が用いられ、渦巻の内側（径方向の内側面）部分に相対的に熱膨張率の小さな金属が用いられた場合には、環境温度が高くなると、内側の端部（一端部）は、渦の巻きが強くなる方向に移動する。また、環境温度が低くなると、内側の端部は、渦の巻きが弱くなる方向に移動する。一方、渦巻の外側部分に相対的に熱膨張率の小さな金属が用いられ、渦巻の内側部分に相対的に熱膨張率の大きな金属が用いられた場合には、環境温度が高くなると、内側の端部は、渦の巻きが弱くなる方向に移動する。また、環境温度が低くなると、内側の端部は、渦の巻きが弱くなる方向に移動する。その結果、バイメタルの内側の端部の移動に伴って、分離パッドの姿勢を変更することができる。
【００１４】
また、バイメタルの一端部の移動量は、一端部から他端部までの総延長に比例する。そのため、バイメタルが渦巻き状に形成されることにより、小さいスペースで一端部の移動量を大きくすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、分離パッドは、搬送ローラの回転軸線と平行をなす揺動軸線を中心に揺動可能に設けられている。付勢部材は、分離パッドに対する付勢力の入力点から付勢方向に延びる直線と揺動軸線とが交差するように設けられている。これにより、分離パッドの揺動中心に付勢部材の付勢力を入力することができるので、分離パッドの姿勢にかかわらず、分離パッドを搬送ローラにほぼ一定の力で押圧させることができる。したがって、環境温度の変化により、搬送ローラに対する分離パッドの押圧力が大きくなることに起因する音鳴りを防止することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、分離パッドは、搬送ローラの回転軸線と平行な揺動軸を有しており、揺動軸を中心に揺動可能に支持されている。バイメタルの一端部は、揺動軸に接続されている。これにより、バイメタルの一端部の移動に伴って、その移動方向に揺動軸を回転させることができる。その結果、環境温度の変化に伴って、分離パッドの角度を確実に変更することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、画像形成部に向けて記録シートを１枚ずつ良好に搬送することができる。また、記録シートの重送によるジャムの発生や、記録シートの空送による画像形成ミスの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
【図２】図２は、図１に示す分離部の右後側上方から見た斜視図である。
【図３】図３は、図２に示すフレームの左前側から見た斜視図である。
【図４】図４は、図２に示す分離パッドの右後側上方から見た斜視図である。
【図５】図５は、フレームに対してバイメタルを固定した状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、バイメタルおよび分離パッドの側面図である。
【図７】図７は、分離部の正面図である。
【図８】図８は、図７に示すコイルばねが分離パッドに入力する付勢力の方向を説明するための図解的な側面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、分離パッドの角度と用紙が受ける摩擦力との関係を示す模式図であり、環境温度が２５℃の状態を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、分離パッドの角度と用紙が受ける摩擦力との関係を示す模式図であり、環境温度が４０℃の状態を示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、分離パッドの角度と用紙が受ける摩擦力との関係を示す模式図であり、環境温度が１０℃の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
１．プリンタの全体構成
図１は、本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
プリンタ１は、タンデム型のカラープリンタである。本体ケーシング２内には、画像を形成するための画像形成部３と、画像形成部３に記録シートの一例としての用紙Ｐを給紙するための給紙装置４とが設けられている。
【００１９】
画像形成部３には、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色に対応して、４つのプロセスカートリッジ５が並列に配置されている。各プロセスカートリッジ５は、本体ケーシング２の上面のトップカバー６が開放された状態で、本体ケーシング２内に対して装着および離脱可能である。
各プロセスカートリッジ５は、感光ドラム７を備えている。また、各プロセスカートリッジ５内には、スコロトロン型帯電器８および現像ローラ９などが感光ドラム７の周面に対向配置されている。
【００２０】
一方、本体ケーシング２内には、各色に対応した４つのＬＥＤユニット１０が各プロセスカートリッジ５に対応して設けられている。各ＬＥＤユニット１０の先端部は、感光ドラム７の周面に対向配置されている。
感光ドラム７の回転に伴って、感光ドラム７の表面は、スコロトロン型帯電器８によって一様に帯電された後、ＬＥＤユニット１０の先端部に設けられたＬＥＤ（図示せず）によって露光される。これにより、感光ドラム７の表面には、画像データに基づく静電潜像が形成される。そして、感光ドラム７の回転に伴って、静電潜像が現像ローラ９に対向すると、静電潜像にトナーが供給され、感光ドラム７の表面にトナー像が形成される。
【００２１】
また、画像形成部３には、搬送ベルト１６が設けられている。搬送ベルト１６は、４つの感光ドラム７に下方から対向して配置されている。各感光ドラム７に対して搬送ベルト１６の上側部分を挟んで対向する各位置には、転写ローラ１７が配置されている。
給紙装置４は、本体ケーシング２の底部に配置されている。給紙装置４は、給紙トレイ１１、給紙ローラ１２および分離部１３などを備えている。
【００２２】
給紙トレイ１１には、複数枚の用紙Ｐが積層して収容される。
給紙ローラ１２は、給紙トレイ１１に収容された最上の用紙Ｐに対して上方から圧接している。
分離部１３は、互いに接触して配置される搬送ローラ１４および分離パッド１５を備えている。分離部１３については、後に詳述する。
【００２３】
給紙トレイ１１に収容された用紙Ｐは、給紙ローラ１２によって分離部１３へと送られる。そして、分離部１３に送られた用紙Ｐは、搬送ローラ１４と分離パッド１５との間を通過する際に捌かれて、画像形成部３に１枚ずつ搬送される。
給紙装置４から搬送された用紙Ｐは、搬送ベルト１６上に送られる。搬送ベルト１６上に搬送された用紙Ｐは、搬送ベルト１６の走行により、搬送ベルト１６と各感光ドラム７との間を順次に通過する。そして、感光ドラム７の表面上のトナー像は、用紙Ｐと対向したときに、転写ローラ１７に印加された転写バイアスによって、用紙Ｐに転写される。
【００２４】
トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送ベルト１６の後方に設けられた定着部１８に搬送される。定着部１８では、加熱および加圧により、トナー像が用紙Ｐに定着される。トナー像が定着した用紙Ｐは、各種ローラにより、本体ケーシング２の上面に設けられた排紙トレイ１９に排出される。
なお、以下の説明では、搬送ベルト１６による用紙Ｐの搬送方向の上流側を前側（正面側）とし、その反対側の下流側を後側（背面側）とする。また、プリンタ１を前側から見たときを左右の基準とする。
２．分離部
図２は、図１に示す分離部の右後側上方から見た斜視図である。なお、図２では、搬送ローラ１４を破線で図示している。
【００２５】
分離部１３は、搬送ローラ１４および分離パッド１５の他に、フレーム３０、付勢部材の一例としてのコイルばね３１およびバイメタル３２を備えている。
図２に示すように、搬送ローラ１４は、左右方向に延びる円柱形状に形成されている。搬送ローラ１４は、その周面が分離パッド１５に対して上方から当接するように配置されている。
【００２６】
分離パッド１５は、フレーム３０に対して揺動可能に支持されている。
（１）フレーム
図３は、フレームの左前側から見た斜視図である。
図３に示すように、フレーム３０は、左右一対の側壁３５、後壁３６および底板３７を一体的に備えている。
【００２７】
各側壁３５は、側面視で縦長の略矩形板状に形成されている。側壁３５の後端縁の上端部は、後側下方から前側上方に向けて傾斜している。
図２に示すように、後壁３６は、各側壁３５の後端縁を連結する略矩形状に形成されている。後壁３６において、側壁３５の後端縁の上端部に沿って傾斜している部分の左右方向中央部は、その上端縁から矩形状に切り欠かれている。そして、その切り欠かれた部分の左右方向両端部から前方に延びるように、側面視略三角形状のパッド支持部３８が一体的に形成されている。パッド支持部３８には、その前端縁から後側下方に向けて切り欠かれた形状の案内溝３９が形成されている。案内溝３９の後端部は、屈曲し、下方へ延びている。また、パッド支持部３８には、案内溝３９の後端部の下端から、下方に向けて延びるスリット４０が形成されている。
【００２８】
底板３７は、各側壁２５および後壁３６の下端縁を連結する平面視略矩形状に形成されている。
また、図３に示すように、底板３７上には、ベース部４４が一体的に形成されている。ベース部４４は、正面視略矩形のブロック形状に形成され、後壁３６の左右方向中央部の前面に接触して配置されている。
【００２９】
ベース部４４の上端部は、その上面から矩形状に切り欠かれている。この切欠部４１の底面中央部には、上方に向けて延びる略円筒状のばね支持部４２が突設されている。
（２）分離パッド
図４は、分離パッドの右後側上方から見た斜視図である。
図４に示すように、分離パッド１５は、パッド支持部４９、パッド本体５０および揺動軸５１を備えている。
【００３０】
パッド支持部４９は、前後方向および左右方向に延びる略矩形板状に形成されている。パッド支持部４９の上面の前側部分には、その後側部分よりも一段下がった凹部４８が形成されている。また、パッド支持部４９には、その前端縁の左右方向途中部から前側上方に延びる２つの案内リブ５３が一体的に形成されている。
パッド本体５０は、前後方向および左右方向に延びる矩形板状に形成され、パッド支持部４９の上面の凹部４８に取り付けられている。パッド本体５０の上面は、図２に示すように、搬送ローラ１４の周面に当接する当接面５２となっている。
【００３１】
搬送ローラ１４と当接面５２との間を通過した用紙Ｐ（図１参照）は、案内リブ４３に沿って案内されながら、画像形成部３へと搬送される。
揺動軸５１は、パッド支持部４９の前後方向途中部を左右方向に貫通するように配置されている。具体的には、図２に示すように、揺動軸５１は、パッド支持部４９において、パッド本体５０の当接面５２と搬送ローラ１４の周面とが接触した状態で、その接触位置に対して、接触方向（パッド本体５０の当接面５２に対して直交する方向）の延長線上の部分を左右方向に貫通している。
（３）バイメタル
図４に示すように、バイメタル３２は、揺動軸５１において、パッド支持部４９から右方に突出した部分の左端部に連結されている。具体的には、バイメタル３２は、揺動軸５１の周囲に右巻き（外側から内側に向けて、時計周り方向に巻いた形状）となる渦状に巻き回されており、その内側端部５４が揺動軸５１に連結されている。また、バイメタル３２の外側端部５５は、渦の最外層から下方に屈曲されている。バイメタル３２の外側端部５５には、その下端部から右側に延びる被支持部５６が形成されている。
【００３２】
バイメタル３２は、２種類の熱膨張率の異なる金属を貼り合わせて形成されている。本実施形態において、バイメタル３２は、その外側（渦の外側面）に相対的に熱膨張率の高い金属（たとえば、７０％Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ合金）を用い、内側（渦の内側面）に相対的に熱膨張率の低い金属（たとえば、３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金）を用いて形成されている。
図５は、フレームに対してバイメタルを固定した状態を示す斜視図である。図５において、図面の煩雑化を回避するために、分離パッド１５およびコイルばね３１の図示を省略している。
【００３３】
図５に示すように、フレーム３０のパッド支持部３８に形成されたスリット４０に対して、被支持部５６が差し入れられることにより、バイメタル３２の他端部５５がフレーム３０に固定される。バイメタル３２の他端部５５がフレーム３０に固定された状態で環境温度が変化すると、バイメタル３２の変形に伴って、一端部５４が移動する。
（４）バイメタルの変形
図６は、バイメタルおよび分離パッドの側面図である。
【００３４】
図６では、環境温度が２５℃のときの分離パッド１５の姿勢を実線で示す。また、環境温度が１０℃のときの分離パッド１５の姿勢を破線で示す。また、環境温度が４０℃のときの分離パッド１５の姿勢を一点鎖線で示す。
図６に示すように、環境温度が１０℃のときは、バイメタル３２の外側の金属が内側の金属よりも大きく収縮するので、バイメタル３２の渦が大きくなるような方向に一端部５４が移動する。そのため、その一端部５４の移動に伴って、分離パッド１５の揺動軸５１が図６における反時計回り方向に回動される。その結果、環境温度が１０℃のときは、環境温度が２５℃のときと比較して、分離パッド１５が寝る。すなわち、分離パッド１５の当接面５２が水平方向に近くなる。
【００３５】
一方、環境温度が４０℃のときは、バイメタル３２の外側の金属が内側の金属よりも大きく膨張するので、バイメタル３２の渦が小さくなるような方向に一端部５４が移動する。そのため、その一端部５４の移動に伴って、分離パッド１５の揺動軸５１が図６における時計回り方向に回動される。その結果、環境温度が４０℃のときは、環境温度が２５℃のときと比較して、分離パッド１５が立つ。すなわち、分離パッド１５の当接面５２が鉛直方向に近くなる。
（５）コイルばね
図７は、分離部の正面図である。
【００３６】
図７に示すように、分離パッド１５の下面には、フレーム３０のばね支持部４２と上下方向に対向する位置に、下方に向けて延びる正面視略Ｔ字状の係止部４７が形成されている。具体的には、係止部４７は、揺動軸５１と上下方向に重なる位置、つまり、分離パッド１５の当接面４２と搬送ローラ１４の周面との接触部分と上下方向に重なる位置に形成されている。
【００３７】
コイルばね３１は、その下端部がフレーム３０のばね支持部４２に巻き回されている。そして、コイルばね３１の上端部は、分離パッド１５の下面に形成された係止部４７に巻き回されている。
図８は、分離パッドおよびコイルばねを図解的に示す側面図である。
図８に示すように、分離パッド１５において、コイルばね３１の上端が接続される入力点４６（係止部４７）には、コイルばね３１から上方へ向かう付勢力が入力される。係止部４７と揺動軸５１とが上下方向に重なっているので、入力点４６に入力される付勢力に沿う直線Ｆｓは、揺動軸５１と直交する。すなわち、分離パッド１５に対する付勢力の入力点４６を通り、その付勢方向に延びる直線Ｆｓが揺動軸５１と交差するように、コイルばね３１が分離パッド１５に接続されている。
（６）用紙の分離
図９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、分離パッドの角度と用紙が受ける摩擦力との関係を示す模式図である。図９Ａは、環境温度が２５℃の状態を示す。図９Ｂは、環境温度が４０℃の状態を示す。図９Ｃは、環境温度が１０℃の状態を示す。
（６−１）環境温度が２５℃のときの摩擦力
図９Ａに示すように、環境温度が２５℃のとき、分離パッド１５の当接面５２は、水平方向に対して約３０度の角度で傾斜している。
【００３８】
用紙Ｐは、給紙ローラ１２（図１参照）によって搬送ローラ１４と分離パッド１５（パッド本体５０）の当接面５２との接触部分に向けて略水平方向に送り出される。
当接面５２に用紙Ｐの先端が当接すると、当接面５２には、用紙Ｐから略水平方向の力Ｆ１が付与される。この力Ｆ１は、当接面５２に沿う方向の水平成分Ｆａ１と、当接面５２に直交する方向の垂直成分Ｆｂ１とを含んでいる。そのため、当接面５２に用紙Ｐの先端が当接したときに、用紙Ｐには、垂直成分Ｆｂ１の反力である垂直抗力Ｆｃ１が付与される。したがって、用紙Ｐには、この垂直抗力Ｆｃ１に起因する摩擦力が付与される。この摩擦力は、用紙Ｐ同士に生じる摩擦力よりも大きくなるように設定されている。
（６−２）環境温度が４０℃のときの摩擦力
図９Ｂに示すように、環境温度が４０℃の場合、分離パッド１５は、環境温度が２５℃の場合の分離パッドよりも鉛直に近づく方向に立っている。
【００３９】
当接面５２に用紙Ｐの先端が当接すると、当接面５２には、用紙Ｐから略水平方向の力Ｆ２が付与される。この力Ｆ２は、当接面５２に沿う方向の水平成分Ｆａ２と、当接面５２に直交する方向の垂直成分Ｆｂ２とを含んでいる。そのため、当接面５２に用紙Ｐの先端が当接したときに、用紙Ｐには、垂直成分Ｆｂ２の反力である垂直抗力Ｆｃ２が付与される。したがって、用紙Ｐには、この垂直抗力Ｆｃ２に起因する摩擦力が付与される。
【００４０】
垂直成分Ｆｂ２は、図９Ａに示す垂直成分Ｆｂ１よりも大きい。すなわち、垂直成分Ｆｂ２の反力である垂直抗力Ｆｃ２は、図９Ａに示す垂直抗力Ｆｃ１よりも大きい。よって、環境温度が２５℃の場合と比較して、用紙Ｐに付与される摩擦力が大きくなる。
（６−３）環境温度が１０℃のときの摩擦力
図９Ｃに示すように、環境温度が１０℃の場合、分離パッド１５は、環境温度が２５℃の場合の分離パッドよりも水平に近づく方向に寝ている。
【００４１】
当接面５２に用紙Ｐの先端が当接すると、当接面５２には、用紙Ｐから略水平方向の力Ｆ３が付与される。この力Ｆ３は、当接面５２に沿う方向の水平成分Ｆａ３と、当接面５２に直交する方向の垂直成分Ｆｂ３とを含んでいる。そのため、当接面５２に用紙Ｐの先端が当接したときに、用紙Ｐには、垂直成分Ｆｂ３の反力である垂直抗力Ｆｃ３が付与される。したがって、用紙Ｐには、この垂直抗力Ｆｃ３に起因する摩擦力が付与される。
【００４２】
垂直成分Ｆｂ３は、図９Ａに示す垂直成分Ｆｂ１よりも小さい。すなわち、垂直成分Ｆｂ３の反力である垂直抗力Ｆｃ３は、図９Ａに示す垂直抗力Ｆｃ１よりも小さい。よって、環境温度が２５℃の場合と比較して、用紙Ｐに付与される摩擦力が小さくなる。
３．作用効果
以上のように、搬送ローラ１４の周面には、分離パッド１５の当接面５２がコイルばね３１の付勢力によって圧接されている。給紙トレイ１１から送り出される用紙Ｐは、搬送ローラ１４と分離パッド１５との間に受け入れられて捌かれ、１枚の用紙Ｐのみがそれらの間を通過する。分離パッド１５には、バイメタル３２の一端部５４が接続されている。バイメタル３２の他端部５５は、その位置が変わらないように固定的に配置されている。
【００４３】
バイメタル３２は、環境温度の変化に伴って変形する。バイメタル３２の他端部５５が固定的に配置されているので、バイメタル３２の変形に伴い、バイメタル３２の一端部５４が移動する。環境温度が高くなると、バイメタル３２の一端部５４の移動に伴い、当接面５２と給紙トレイ１１から送り出された用紙Ｐの先端縁が当接面５２に当接したときに当接面５２に付与する力Ｆ２とのなす内角（以下、単に「分離角度」という。）が大きくなるように分離パッド１５の姿勢が変更される。これにより、用紙Ｐが当接面５２から受ける垂直抗力Ｆｃ２が、環境温度が２５℃のときの垂直抗力Ｆｃ１よりも大きくなる。その結果、用紙Ｐが当接面５２から受ける摩擦力が大きくなる。よって、環境温度の上昇に伴い、用紙Ｐ同士に生じる摩擦係数が大きくなっても、用紙Ｐを１枚ずつ分離させることができ、用紙Ｐの重送を防止することができる。
【００４４】
一方、環境温度が低くなると、バイメタル３２の変形に伴って、分離角度が小さくなるように分離パッド１５の姿勢が変更される。これにより、用紙Ｐが当接面５２から受ける垂直抗力Ｆｃ３が、環境温度が２５℃のときの垂直抗力Ｆｃ１よりも小さくなる。その結果、用紙Ｐが当接面５２から受ける摩擦力が小さくなる。よって、環境温度の低下に伴い、給紙トレイ１１から用紙Ｐを送り出す力が小さくなっても、搬送ローラ１４と分離パッド１５との間を用紙Ｐを確実に通過させることができ、用紙Ｐの空送を防止することができる。
【００４５】
さらに、分離パッド１５の分離角度の変更は、バイメタル３２の変形によって達成される。したがって、環境温度を検出するための温度センサや、環境温度に応じて分離パッド１５の角度を変更するための駆動機構などを設ける必要がない。その結果、簡素な構成で、環境温度にかかわらず用紙Ｐを良好に給紙することができる。
また、バイメタル３２は、熱膨張率の異なる２種の金属板を貼り合わせて構成されている。バイメタル３２は、渦巻状に巻き回されており、その外側端部５５が固定的に配置され、内側端部５４が分離パッド１５に接続されている。
【００４６】
渦巻の外側（径方向の外側面）部分に相対的に熱膨張率の大きな金属が用いられ、渦巻の内側（径方向の内側面）部分に相対的に熱膨張率の小さな金属が用いられているので、環境温度が高くなると、内側端部５４は、渦の巻きが強くなる方向に移動する。また、環境温度が低くなると、内側端部５４は、渦の巻きが弱くなる方向に移動する。
また、バイメタル３２の内側端部５４の移動量は、内側端部（一端部）５４から外側端部（他端部）５５までの総延長に比例する。そのため、バイメタル３２が渦巻き状に形成されることにより、小さいスペースで内側端部５４の移動量を大きくすることができる。
【００４７】
また、分離パッド１５は、搬送ローラ１４の回転軸線と平行をなす揺動軸５１を中心に揺動可能に設けられている。コイルばね３１は、分離パッド１５に対する付勢力の入力点から付勢方向に延びる直線と揺動軸線とが交差するように設けられている。これにより、分離パッド１５の揺動中心にコイルばね３１の付勢力を入力することができるので、分離パッド１５の姿勢にかかわらず、分離パッド１５を搬送ローラ１４にほぼ一定の力で押圧させることができる。したがって、環境温度の変化により、搬送ローラ１４に対する分離パッド１５の押圧力が大きくなることに起因する音鳴りを防止することができる。
【００４８】
また、バイメタル３２の内側端部５４は、揺動軸５１に接続されている。これにより、バイメタル３２の内側端部５４の移動に伴って、その移動方向に揺動軸５１を回転させることができる。その結果、環境温度の変化に伴って、分離パッド１５の角度を確実に変更することができる。
そして、画像形成部３に向けて用紙Ｐを１枚ずつ良好に搬送することができるので、用紙Ｐの重送によるジャムの発生や、用紙Ｐの空送による画像形成ミスの発生を防止することができる。
４．変形例
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。
【００４９】
たとえば、バイメタル３２は、渦巻の外側部分に相対的に熱膨張率の大きな金属が用いられ、渦巻の内側部分に相対的に熱膨張率の小さな金属が用いられるとしたが、渦巻の外側部分に相対的に熱膨張率の小さな金属が用いられ、渦巻の内側部分に相対的に熱膨張率の大きな金属が用いられてもよい。この場合、バイメタル３２の一端部５４と他端部５５との間の途中部は、右側面視で左巻き（外側から内側に向けて、反時計周り方向に巻いた形状）に巻き回された形状に形成されていればよい。これにより、上記の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ プリンタ
３ 画像形成部
４ 給紙装置
１１ 給紙トレイ
１４ 搬送ローラ
１５ 分離パッド
３１ コイルばね
３２ バイメタル
４６ 入力点
５１ 揺動軸
５２ 当接面
５４ 一端部（内側端部）
５５ 他端部（外側端部）
Ｐ 用紙
Ｆｓ 直線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の記録シートを載置可能な給紙トレイと、
前記給紙トレイから送り出される記録シートを搬送するための搬送ローラと、
前記搬送ローラの周面に当接する当接面を有し、前記搬送ローラの周面と前記当接面との間に記録シートを受け入れて、当該記録シートを捌いて、前記搬送ローラの周面と前記当接面との間を１枚の記録シートを通過させるための分離パッドと、
前記分離パッドを前記搬送ローラに向けて付勢するための付勢部材と、
一端部が前記分離パッドに接続され、他端部が固定的に配置されて、環境温度が高くなるにつれて、前記当接面と前記給紙トレイから送り出された記録シートの先端縁が前記当接面に当接したときに前記当接面に付与する力とのなす内角が大きくなるように、前記分離パッドの姿勢を変更するバイメタルとを含む、給紙装置。
【請求項２】
前記バイメタルは、熱膨張率が異なる２種の金属板を貼り合わせて構成され、渦巻状に巻回されており、
前記バイメタルの外側の端部が固定的に配置され、
前記バイメタルの内側の端部が前記分離パッドに接続されている、請求項１に記載の給紙装置。
【請求項３】
前記分離パッドは、前記搬送ローラの回転軸線と平行をなす揺動軸線を中心に揺動可能に設けられ、
前記付勢部材は、前記分離パッドに対する付勢力の入力点を通り、その付勢方向に延びる直線と前記揺動軸線とが交差するように設けられている、請求項１または２に記載の給紙装置。
【請求項４】
前記分離パッドは、前記搬送ローラの回転軸線と平行をなす揺動軸を有し、前記揺動軸により揺動可能に支持され、
前記バイメタルの前記一端部は、前記揺動軸に接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の給紙装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の給紙装置と、
前記給紙装置により供給される記録シートに画像を形成するための画像形成部とを含む、画像形成装置。
【請求項１】
複数枚の記録シートを載置可能な給紙トレイと、
前記給紙トレイから送り出される記録シートを搬送するための搬送ローラと、
前記搬送ローラの周面に当接する当接面を有し、前記搬送ローラの周面と前記当接面との間に記録シートを受け入れて、当該記録シートを捌いて、前記搬送ローラの周面と前記当接面との間を１枚の記録シートを通過させるための分離パッドと、
前記分離パッドを前記搬送ローラに向けて付勢するための付勢部材と、
一端部が前記分離パッドに接続され、他端部が固定的に配置されて、環境温度が高くなるにつれて、前記当接面と前記給紙トレイから送り出された記録シートの先端縁が前記当接面に当接したときに前記当接面に付与する力とのなす内角が大きくなるように、前記分離パッドの姿勢を変更するバイメタルとを含む、給紙装置。
【請求項２】
前記バイメタルは、熱膨張率が異なる２種の金属板を貼り合わせて構成され、渦巻状に巻回されており、
前記バイメタルの外側の端部が固定的に配置され、
前記バイメタルの内側の端部が前記分離パッドに接続されている、請求項１に記載の給紙装置。
【請求項３】
前記分離パッドは、前記搬送ローラの回転軸線と平行をなす揺動軸線を中心に揺動可能に設けられ、
前記付勢部材は、前記分離パッドに対する付勢力の入力点を通り、その付勢方向に延びる直線と前記揺動軸線とが交差するように設けられている、請求項１または２に記載の給紙装置。
【請求項４】
前記分離パッドは、前記搬送ローラの回転軸線と平行をなす揺動軸を有し、前記揺動軸により揺動可能に支持され、
前記バイメタルの前記一端部は、前記揺動軸に接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の給紙装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の給紙装置と、
前記給紙装置により供給される記録シートに画像を形成するための画像形成部とを含む、画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【公開番号】特開２０１０−１９５５２６（Ｐ２０１０−１９５５２６Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４２４６３（Ｐ２００９−４２４６３）
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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