JP2004131297A

JP2004131297A - 用紙供給装置

Info

Publication number: JP2004131297A
Application number: JP2004028271A
Authority: JP
Inventors: Takao Furuya; 古谷　孝男
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】給紙トレイの底板を降下させる際に、その降下速度を適切に制御して衝突音や底板の変形、あるいは用紙のバタツキを防止できると共に、構成が簡単で、かつ安価な制動機構を備えた用紙供給装置を提供する。
【解決手段】給紙トレイ１を画像形成装置から引き出すことにより底板２を降下させ、上記底板２上に用紙を補給した後、上記底板２を給紙位置まで上昇させることにより用紙を画像形成装置に給紙可能とする用紙供給装置において、上記画像形成装置の駆動軸に係合して駆動される用紙供給装置の従動軸３と、同従動軸３に設けられたギヤ１１と、同ギヤ１１に噛み合わされ、上記底板２の降下に伴う上記従動軸３の回転に対して制動負荷トルクを付与する複数枚の制動ギヤ１２、１３、１４からなるギヤトレーン制動機構９とを備えてなる用紙供給装置。
【選択図】図１

Description

　本発明は、給紙トレイを画像形成装置から引き出して用紙を補給する際に、用紙を載置する底板が降下することにより用紙が補給可能となり、用紙を補給した後、底板を給紙位置まで上昇させることにより用紙を画像形成装置に給紙可能とする用紙供給装置に関するものである。

　給紙トレイを画像形成装置から引き出して用紙を補給する際に、用紙を載置する底板が降下することで、用紙が補給可能となるタイプの用紙供給装置のうち、特に用紙を１０００枚以上収納可能な大容量の用紙供給装置においては、底板上に多量の用紙が載置されているときに、給紙トレイが引き出されると、その重さによって底板の降下速度が速くなり、それに起因して騒音や底板の用紙供給装置下部への衝突による変形、あるいは用紙供給装置内での用紙のバタツキ等の問題が発生する。

　そこで、上記した問題に対応するため、大容量の用紙供給装置においては、給紙トレイの底板が降下する際にブレーキをかけ、底板の降下速度を制御するようにしたものが多く提案されている。
　例えば、特許文献１には、一定位置までは底板が自重で降下し、そこから最下部まで降下する際に一定の負荷トルクを与えるようにし、底板が上昇するときに無負荷となす一方向ダンパ機構を設けたものが、また、特許文献１には、コイルスプリングを用い、底板が降下するときにコイルスプリングが捩じられて従動軸にブレーキをかけ、底板が上昇するときにコイルスプリングが緩められて無負荷となすブレーキ機構を設けたものが開示されている。

　更には、図６に示すように、底板２１に連結されているワイヤ２２を巻き上げるプーリ２３を設けた従動軸２４にギヤ２５を設け、同ギヤ２５と噛み合うギヤ２６と同軸にフライホィール２７を設けることにより、底板が降下開始するときの降下速度を低下させるようにしたものや、図７に示すように、従動軸２４にワンウェイクラッチ付きギヤ２８を設け、同ギヤ２８と噛み合うギヤ２９と同軸に遠心ブレーキ３０を設けることにより、底板の降下速度が速くなったとき、遠心ブレーキ３０の作用で減速するようにしたもの等が提案されている。

　しかしながら、特許文献１に開示された一方向ダンパ機構を設けたものは、一方向ダンパ機構自体が特殊な機構であるため、コスト高となることは避けられず、また、特許文献１に開示されたコイルスプリングを用いたものは、降下時に底板はコイルスプリングとの釣り合いとなるため、用紙を補給する際に底板が上下して補給しずらい問題を有している。

　一方、図６に示したフライホィール２７を設けたものは、大容量の用紙供給装置になると、底板の降下距離が大きくなるため、フライホィール２７の慣性によって最下部位置で停止できずに、再び巻き上げてしまう問題があり、図７に示した遠心ブレーキ３０を設けたものは、遠心ブレーキ３０が非常に高価でコストアップの要因となる問題を有している。

特開平６−１５６７５４号公報

　本発明の課題は、特に大容量の用紙供給装置に適用でき、給紙トレイの底板を降下させる際に、その降下速度を適切に制御して衝突音や底板の変形、あるいは用紙のバタツキを防止することができ、しかも所定の降下位置で底板を安定させることによって、用紙の補給作業を容易に行わせることができる用紙供給装置を提供することにある。
　本発明のもう一つの課題は、給紙トレイの底板の降下速度を適切に制御することができる構成が簡単で、かつ安価に製作することができる制動機構を備えた用紙供給装置を提供することにある。

　上記した課題を解決するため、本発明に係る用紙供給装置は、給紙トレイを画像形成装置から引き出すことにより底板を降下させ、上記底板上に用紙を補給した後、上記底板を給紙位置まで上昇させることにより用紙を画像形成装置に給紙可能とする用紙供給装置において、上記底板を移動させる駆動源と、上記用紙供給装置に固定されたプーリーを介して上記底板とワイヤで連結され、上記駆動源からの回転駆動によって、上記底板を前記プーリーを介し引き上げるように移動させる従動軸と、上記従動軸に直接連結され、上記底板の降下に伴う上記従動軸の回転に対して制動負荷トルクを付与する複数枚の制動ギヤからなるギヤトレーン制動機構とを備え、上記ギヤトレーン制動機構は、上記底板の降下時に上記従動軸に制動作用を与えるものであり、さらに、上記従動軸は、上記底板の最下位置と上記プーリーとの間であって、上記プーリーと上記底板との間のワイヤ部の側方に配置されていることを特徴とするもので、底板の降下時に、ギヤトレーン制動機構の制動ギヤ間の噛み込みによる摺動抵抗の増加によって、従動軸に制動負荷トルクを付与し、底板の降下速度を調節することができ、逆に底板の上昇時には、制動ギヤ間の噛み込みを緩和して摺動抵抗を減少させることにより制動負荷トルクを解除し、無負荷状態として底板を上昇させることができる。

　本発明に係る用紙供給装置によると、ギヤトレーン制動機構の制動ギヤ間の噛み込みによる摺動抵抗の増加によって、従動軸に除々に大きくなる制動負荷トルクを付与し、底板の降下速度を調節しながら底板を降下させることができるため、給紙トレイの底板を降下させる際に、その降下速度を適切に制御して衝突音や底板の変形、あるいは用紙のバタツキ等を防止することができると共に、所定の降下位置で底板を安定させることができるため、用紙の補給作業を容易に行わせることができる。

　以下に本発明の実施の形態を図１乃至図５に基づいて説明する。
　図１は本発明の実施形態に係る用紙供給装置の主要部の構成を示す平面図、図２はその側面図、図３はそのギヤトレーン制動機構の構成を示す平面図、図４はその側面図である。

　図中において、１は画像形成装置に適用される大容量用紙供給装置の給紙トレイであり、同給紙トレイ１は内部に昇降自在に設けられた底板２を備え、この底板２上に大量の用紙を載置して給紙できるようになっている。
　３は用紙供給装置の一側に回転自在に設けられた従動軸であり、この従動軸３の両端部にはそれぞれ巻き上げプーリー４が取り付けられると共に、このプーリー４に一端が連結されたワイヤ５の他端をプーリー６、７を介して底板２に連結することによって、底板２を昇降できるよう構成している。

　従動軸３の一端部には図示省略のモータで駆動されるカップリングの溝と係脱するピン８が設けられ、給紙トレイ１を画像形成装置にセットしたとき、ピン８がカップリングの溝に係合し、モータの駆動によって底板２が所定の給紙位置に上昇され、画像形成装置に用紙を供給できるようになっている。
　一方、給紙トレイ１を画像形成装置から引き出したとき、ピン８がカップリングの溝から離脱されることにより、従動軸３が回転フリーの状態となるため、底板２は自身の重さ及び載置されている用紙の重さによって、自由降下できるようになっている。

　この底板２の降下時における降下速度を調節するためのギヤトレーン制動機構９が、従動軸３の他端部側に設けられている。
　ギヤトレーン制動機構９は、給紙トレイ１の端部にブラケット１０を介して取り付けられると共に、従動軸３の他端部に設けられたギヤ１１に噛み合わされ、底板２の降下に伴う従動軸３の回転に対して制動負荷トルクを付与する、複数枚の制動ギヤ１２、１３、１４からなるギヤトレーンによって構成される。

　ギヤトレーン制動機構９を構成する１段目と３段目の制動ギヤ１２、１４は、ブラケット１０に立設されたスタッド１５、１６に各々回転自在に設けられ、また２段目の制動ギヤ１３は１段目の制動ギヤ１２の回転中心となるスタッド１５に揺動自在に設けられたリンク機構１７の他端に回転自在に支持され、これら各制動ギヤ１２、１３、１４を噛み合わせることによって、３段のギヤトレーンからなるギヤトレーン制動機構９を構成している。

　このギヤトレーン制動機構９の１段目の制動ギヤ１２を従動軸３に設けられたギヤ１１に噛み合わせることによって、従動軸３にギヤトレーン制動機構９の制動負荷を付与し、従動軸３を介して底板２の降下時における降下速度を調節できるようにしている。
　なお、ブラケット１０にはリンク機構１７の揺動範囲を規制するストッパー１８が設けられており、２段目の制動ギヤ１３と３段目の制動ギヤ１４の噛み合いが完全に離れない位置でリンク機構１７の揺動を停止できるようにしている。

　しかして、上記した実施形態によると、用紙供給装置の給紙トレイ１が画像形成装置から引き出されたとき、ピン８がカップリングの溝から離脱されるため、従動軸３は回転フリーの状態となる。
　このため、底板２は自身及び底板２上に載置されている用紙の重量により降下し始め、底板２に連結されているワイヤ５が引っ張られて巻き上げプーリー４を回転し、従動軸３を回転させる。

　従動軸３の回転は、その一端に設けられているギヤ１１を介してギヤトレーン制動機構９の１段目の制動ギヤ１２に伝達され、ギヤトレーン制動機構９を作動させる。
　１段目の制動ギヤ１２が底板２の降下によって図４の矢印イ方向に回転されると、２段目の制動ギヤ１３及び３段目の制動ギヤ１４はそれぞれ矢印ロ及びハ方向に回転する。

　更に、１段目の制動ギヤ１２の矢印イ方向への回転によって、リンク機構１７はスタッド１５を中心に矢印Ｓ方向への揺動力を受け、２段目の制動ギヤ１３を３段目の制動ギヤ１４に噛み込ませる方向へ移動させる。
　これによって、２段目の制動ギヤ１３は３段目の制動ギヤ１４に回転力を伝達すると共に、３段目の制動ギヤ１４に対して噛み込むことになる。

　３段目の制動ギヤ１４は、２段目の制動ギヤ１３に噛み合って回転駆動されるが、その軸穴とスタッド１６間に回転に対する摺動抵抗を有しているため、この摺動抵抗によるトルクリアクションによって矢印Ｓ方向の力が加わり、２段目の制動ギヤ１３は３段目の制動ギヤ１４に更に噛み込むことになり、底板２の降下による従動軸３の回転に対して制動負荷トルクを発生する。

　２段目の制動ギヤ１３に噛み込まれた３段目の制動ギヤ１４は更に摺動抵抗が増加し、この増加した摺動抵抗に対するトルクリアクションによって、２段目の制動ギヤ１３は３段目の制動ギヤ１４に対して一層噛み込むことになるため、摺動抵抗はより一層増加する。

　この２段目の制動ギヤ１３の３段目の制動ギヤ１４に対する噛み込みの繰り返しは、上記した摺動抵抗が１段目の制動ギヤ１２と３段目の制動ギヤ１４の配置と、リンク機構１７の長さにより設定される２段目の制動ギヤ１３と３段目の制動ギヤ１４との接触角度とによって決まる、所定の摺動抵抗値に達したときに一定となり、この摺動抵抗が用紙の補給時における底板２の降下に際して制動負荷トルクを作用させ、底板２の降下速度を減速しながら、騒音の発生や急激な衝突による底板２の変形、用紙のバタツキ等を防止し、底板２を用紙の補給位置に安定的に降下させる。

　なお、底板２の上昇に対しては、各制動ギヤ１２、１３、１４の回転は逆方向となり、リンク機構１７は矢印Ｔ方向の力を受けてストッパー１８に当たるまで揺動される。
　これによって、３段目の制動ギヤ１４に対する２段目の制動ギヤ１３の噛み込みが緩和され、上記した摺動抵抗を殆ど発生させない状態とし、従動軸３の回転に対する制動負荷トルクを解除することができるため、底板２をスムーズに給紙位置へ上昇させることができる。

　このように、複数枚の制動ギヤを組み合わせてなる簡素な構成のギヤトレーン制動機構９に、ブレーキと一方向クラッチの２つの機能を持たせることにより、底板２の降下開始時には小さな制動負荷トルクを発生し、除々に制動負荷トルクを大きくしながら底板２の降下速度を調節して、底板２を用紙の補給位置へ降下させることができるため、急激な衝突による騒音の発生や底板２の変形、用紙のバタツキ等のない、大容量用紙供給装置に適した、構成が簡単で、かつ安価に製作できる制動機構を備えた用紙供給装置を提供することができる。

　つまり、本発明の実施形態に係る用紙供給装置は、ギヤトレーン制動機構９を、少なくとも３段の制動ギヤ１２、１３、１４を組み合わせると共に、２段目の制動ギヤ１３と３段目の制動ギヤ１４間に、底板２の降下時にのみ両制動ギヤ１３、１４の噛み込みを増加させる手段を組み込んで構成してなるもので、底板２の降下時にのみ２段目と３段目の制動ギヤ１３、１４間の噛み込みを増加させる手段を有しているため、３段の制動ギヤ１４の組み合わせからなる簡単な構成のギヤトレーン制動機構９によって、ブレーキと一方向クラッチの２つの機能を持たせることができる。したがって、高価な一方向ダンパ機構や遠心ブレーキ機構を用いた従来の制動機構に比べ、底板２の降下速度を適切に制御することができる構成が簡単で、かつ安価に製作できる。

　更に、本発明の実施形態に係る用紙供給装置は、制動ギヤ１３、１４間の噛み込みを増加させる手段を、２段目の制動ギヤ１３を支持すると共に、１段目の制動ギヤ１２の回転中心を軸心に揺動可能なリンク機構１７にて構成してなるもので、２段目の制動ギヤ１３を支持するリンク機構１７を揺動可能となし、底板２降下時に制動ギヤ噛み込み方向に、また底板２上昇時に反対方向に揺動させることによって、上記の２つの機能を容易に実現させることができる。

　更にまた、本発明の実施形態に係る用紙供給装置は、リンク機構１７の揺動規制手段を、底板２の給紙位置への上昇時にリンク機構１７が揺動して当接するストッパー１８にて構成してなるもので、２段目の制動ギヤ１３と３段目のギヤ１４の噛み合いが完全に離れない位置でリンク機構１７の揺動を停止することができる。

　図５は本発明の実施形態に係る用紙供給装置を備えた画像形成装置の主要部の概略構成を示す側面図である。
　図中において、１９は本発明の実施形態の用紙供給装置を備えた画像形成装置であり、同画像形成装置１９は内部に給紙トレイ１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅを備え、これら各給紙トレイ１乃至１ｅから供給された用紙に画像を形成するための画像形成手段である画像形成部２０を備えるように構成している。
　給紙トレイ１は、例えば、使用頻度の高いＡ４サイズの用紙を１０００枚乃至２０００枚収納し、多数枚の複写に対応して用紙を画像形成部２０に供給できるように構成しており、給紙トレイ１ａ乃至１ｄはＢ５乃至Ａ３サイズの各種の用紙をサイズ別、用途別に分けて５００枚程度収納し、用紙サイズ別、用途別の複写に対応できるように構成しており、更に、給紙トレイ１ｅはＡ４乃至Ａ２サイズの用紙を５００枚程度収納し、大きいサイズの複写に対応できるように構成している。

　これらの給紙トレイ１乃至１ｅは、用紙が複写に使用されて用紙枚数が減少して、用紙の補給が必要になったときに画像形成装置１９から引き出されて用紙を補給する。そのとき、給紙トレイ１ａ乃至１ｅは画像形成装置１９の正面から給紙トレイ１ａ乃至１ｅを引き出す。給紙トレイ１ａ乃至１ｅは用紙の残りの枚数が少なくなっており、引き出された給紙トレイ１ａ乃至１ｅの底板は自重により自由降下する。
　給紙トレイ１への用紙の補給は、画像形成装置１９の正面扉を開いて画像形成装置１９内から給紙トレイ１を引き出して用紙を補給することになる。このとき、給紙トレイ１に数百枚程度の多数の用紙が残っていたとしても、底板２はギヤトレーン制動機構９により、降下時における降下速度が調節され、騒音の発生や急激な衝突による底板２の変形、用紙のバタツキ等を防止し、底板２を用紙の補給位置に安定的に降下させる。

本発明の実施形態に係る用紙供給装置の主要部の構成を示す平面図である。本発明の実施形態に係る用紙供給装置の主要部の構成を示す側面図である。本発明の実施形態に係る用紙供給装置のギヤトレーン制動機構の構成を示す平面図である。本発明の実施形態に係る用紙供給装置のギヤトレーン制動機構の構成を示す側面図である。本発明の実施形態に係る用紙供給装置を備えた画像形成装置の主要部の概略構成を示す側面図である。従来の用紙供給装置の制動機構の一例を示す構成図である。従来の用紙供給装置の制動機構の他の例を示す構成図である。

符号の説明

　１…給紙トレイ、２…底板、３…従動軸、９…ギヤトレーン制動機構、１１…ギヤ、１２…１段目の制動ギヤ、１３…２段目の制動ギヤ、１４…３段目の制動ギヤ、１７…リンク機構、１９…画像形成装置、２０…画像形成部

Claims

　給紙トレイを画像形成装置から引き出すことにより底板を降下させ、上記底板上に用紙を補給した後、上記底板を給紙位置まで上昇させることにより用紙を画像形成装置に給紙可能とする用紙供給装置において、
　上記底板を移動させる駆動源と、
　上記用紙供給装置に固定されたプーリーを介して上記底板とワイヤで連結され、上記駆動源からの回転駆動によって、上記底板を前記プーリーを介し引き上げるように移動させる従動軸と、
　上記従動軸に直接連結され、上記底板の降下に伴う上記従動軸の回転に対して制動負荷トルクを付与する複数枚の制動ギヤからなるギヤトレーン制動機構とを備え、
　上記ギヤトレーン制動機構は、上記底板の降下時に上記従動軸に制動作用を与えるものであり、
　さらに、上記従動軸は、上記底板の最下位置と上記プーリーとの間であって、上記プーリーと上記底板との間のワイヤ部の側方に配置されている
　ことを特徴とする用紙供給装置。