JP2004244117A

JP2004244117A - Paper supply device

Info

Publication number: JP2004244117A
Application number: JP2003032400A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Kaneko; 英敏金子; Toshihiko Seike; 俊彦清家; Shinji Oishi; 真嗣大石; Kengo Matsuyama; 賢五松山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2023-02-10
Also published as: JP4118698B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve trouble in conveying of paper by preventing position deviation and deformation or the like of a paper guide occurring in setting of the paper in a front-loading type image processing apparatus. SOLUTION: Regarding a width guide plate 31R on an upper side in a paper feed direction of the paper guide 3R on a deep side and a width guide plate 32R on a downstream side, areas of surfaces 31Ra, 32Ra receiving the paper and distances LR1 and LR2 against a gear engagement position PR of the respective width guide plates 31R, 32R are approximately equalized. Thereby, impact by a bundle of paper generated in setting of the paper and insertion of the paper supply device to an image forming apparatus approximately equally received at the upstream side and the downstream side of the gear engagement position PR of the paper guide 3R on the deep side. Angular moment applied to the paper guide 31R on the deep side is approximately equalized at the upstream side and the downstream side of the gear engagement position PR. COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置に用いられる用紙補給装置（給紙カセット）に関し、さらに詳しくは、用紙セットを装置の手前側の操作で行うフロントローディング式の画像形成装置に用いられる用紙補給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フロントローディング式の画像形成装置は、例えば縦型の装置本体の上部に、原稿台、スキャナ部、画像形成部及び排紙トレイが配置され、下部に給紙部が配置されている。給紙部はカセット収容部を備え、そのカセット収容部に用紙補給装置（給紙カセット）を、装置本体の手前側から奥側に向けて押し込むことにより装着するようになっている。また、用紙を補給する際の用紙セットは、給紙カセットを装置手前側に引き出し、用紙を給紙カセット内にセットした後に、給紙カセットを押し込むという手順で行われる。
【０００３】
このようなフロントローディング式の画像形成装置に用いられる用紙補給装置としては、例えば、図１４に示すように、ラックギア４３３，４３４を有する２個の用紙ガイド４３１，４３２、用紙さばき爪４３５，４３６、各用紙ガイドのラックギア４３３，４３４に噛み合うピニオンギア４０４及び用紙後端板４０６などによって構成される位置決め機構を備えた給紙カセット４０１がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図１４に示す給紙カセット４０１は、用紙の給紙方向が、画像形成装置へのカセット挿入方向（ローディング方向）に直交する方向となっている。また、給紙カセット４０１への用紙の補給をスムーズに行えるように、その奥側と手前側にそれぞれ用紙ガイド４３１，４３２がローディング方向にスライド自在に配置されている。それら２つの用紙ガイド４３１，４３２は、前記したように、各ラックギア４３３，４３４が１つのピニオンギア４０４に噛み合っており、一方の用紙ガイド（例えば手前側の用紙ガイド４３１）を移動させることにより、他方の用紙ガイド（奥側の用紙ガイド４３２）が連動して移動するようになっている。なお、給紙カセット４０１には、図１５に示すように、給紙カセット本体４０２内にセットされた用紙を押し上げるための回転板４０７が設けられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１２９８５６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フロントローディング式の画像形成装置に用いられている従来の給紙カセットによれば、用紙セット時において、使用者が、用紙束を奥側の用紙ガイドに突き当てて位置決めをした後、用紙の手前側をカセット内に落とし込むので、奥側の用紙ガイドに大きな負荷がかかってしまい、奥側の用紙ガイドが給紙方向に対して斜めに変形する。このような用紙ガイドの変形が生じると、用紙規制のばらつきや、用紙が用紙さばき爪から外れてしまう等の問題が発生する。
【０００７】
また、用紙を給紙カセットにセットした後、給紙カセットを画像形成装置に押し込んだときにも、カセット挿入完了時の衝撃つまり用紙重量に起因する衝撃によって、奥側の用紙ガイドの変形や位置ずれが生じるため、用紙規制のばらつきや用紙さばき爪からの用紙はずれが発生する。
【０００８】
このような問題が発生する理由を具体的に説明する。
【０００９】
まず、給紙カセットは、用紙ガイドの移動により、様々なサイズの用紙をセットすることができるようになっており、小サイズの用紙に対応するために、用紙ガイド及びピニオンギアは、給紙カセットの全体から見て、用紙の搬送出口位置の近くに設置されている。
【００１０】
具体的には、例えば図１４に示す給紙カセットにおいて、ピニオンギア４０４は、給紙カセット本体４０２の給紙方向下流側の端部に近い位置に配置されており、例えば、大サイズの用紙を載置した際に、用紙の中心よりも給紙方向の下流側にピニオンギア４０４が配置されることになる。この配置で、用紙をセットした給紙カセット４０１を画像形成装置に押し込んだ場合、奥側の用紙ガイド４３２には、用紙の重さに比例した衝撃が加わる。この衝撃は、ピニオンギア４０４から見て給紙方向の上流側に多くかかる。すなわち、ピニオンギア４０４から見て給紙方向の上流側の距離が、ピニオンギア４０４から見て給紙方向の下流側の距離よりも大きくなっていることから、ピニオンギア４０４の給紙方向の上流側に衝撃力が大きくかかることになり、セットされた用紙は、ピニオンギア４０４を中心として、図中時計の回転方向に回転モーメントを持つことになる。このような回転モーメントが作用すると、用紙がセットした位置からずれてしまい、画像形成装置に用紙を正常に供給ができなくなる場合がある。なお、用紙のセット時においても、同様な理由により、奥側の用紙ガイドに給紙方向の上流側に大きな衝撃力がかかるので、前記したような問題つまり用紙の位置ずれが発生する。
【００１１】
また、用紙セット時やカセット挿入時に奥側の用紙ガイドが衝撃を受けると、その奥側の用紙ガイドのラックギアに噛み合っているピニオンギアにも衝撃が伝達され、ピニオンギアの軸が変形する。このようなピニオンギアの軸の変形によっても用紙の位置ずれが生じることがある。さらに、ピニオンギアの軸に、衝撃による繰り返し荷重が加わると、最悪の場合、軸が破断することもある。
【００１２】
そして、以上のような問題は、特に、大サイズの用紙をセットする場合に顕著となる。すわなち、用紙サイズが大で積載量が多い場合、用紙の重量が大きくなり、また、用紙の中心と用紙ガイドの中心とが大きくずれるため、上記したような問題が生じやすくなる。
【００１３】
本発明は、そのような問題を解消するためになされたものであり、フロントローディング式の画像処理装置において、用紙セット時に生じる、用紙ガイドの位置ずれや変形等を防止することができ、用紙搬送のトラブルを解消することが可能な用紙補給装置の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の用紙補給装置は、装置手前側での出し入れ操作により用紙をセットするフロントローディング式の画像形成装置に装着される用紙補給装置であって、ローディング方向に沿って延びるラックギア及び用紙を規制する幅ガイド板を有し、それぞれが互いに対向するように配置された手前側の用紙ガイド及び奥側の用紙ガイドと、前記２つの用紙ガイドの各ラックギアに噛み合うピニオンギアとを有するとともに、用紙の給紙方向がローディング方向に対して直交する用紙補給装置において、前記奥側の用紙ガイドについて、この奥側の用紙ガイドの前記ラックギアとピニオンギアとが噛み合うギア噛み合い位置に対し、給紙方向の上流側に位置する上流側の幅ガイド板の用紙を受ける面の面積とこの用紙受け面の中心位置から前記ギア噛み合い位置までの距離（給紙方向の距離）との積と、給紙方向の下流側に位置する下流側の幅ガイド板の用紙を受ける面の面積とこの用紙受け面の中心位置から前記ギア噛み合い位置までの距離（給紙方向の距離）との積とが略等しくなるように構成されていることによって特徴づけられる。
【００１５】
この発明によれば、奥側の用紙ガイドの給紙方向の上流側と下流側との条件、つまり上流側と下流側について用紙を受ける面の面積とギア噛み合い位置までの距離との積を略等しくしているので、用紙セット時や用紙補給装置の画像形成装置への挿入時に発生する用紙束による衝撃が奥側の用紙ガイドに作用しても、その衝撃力によって発生する回転モーメントを、ギア噛み合い位置の上流側と下流側とで略等しくすることができる。これにより、奥側の用紙ガイドの変形を防止することができ、セットした用紙の位置ずれや、それに伴う用紙搬送のトラブルを防ぐことができる。
【００１６】
本発明の用紙補給装置は、装置手前側での出し入れ操作により用紙をセットするフロントローディング式の画像形成装置に装着される用紙補給装置であって、ローディング方向に沿って延びるラックギア及び用紙を規制する幅ガイド板を有し、それぞれが互いに対向するように配置された手前側の用紙ガイド及び奥側の用紙ガイドと、前記２つの用紙ガイドの各ラックギアに噛み合うピニオンギアとを有するとともに、用紙の給紙方向がローディング方向に対して直交する用紙補給装置において、前記奥側の用紙ガイドについて、この奥側の用紙ガイドの前記ラックギアとピニオンギアとが噛み合うギア噛み合い位置に対し、給紙方向の上流側に位置する上流側の幅ガイド板の用紙を受ける面の面積と、下流側に位置する下流側の幅ガイド板の用紙を受ける面の面積とが略等しく、かつ、前記上流側の幅ガイド板の上流側端部と前記ギア噛み合い位置との間の距離（給紙方向の距離）と、前記下流側の幅ガイド板の下流側端部と前記ギア噛み合い位置との間の距離（給紙方向の距離）とが略等しくなるように構成されていることによって特徴づけられる。
【００１７】
この発明によれば、奥側の用紙ガイドの給紙方向の上流側と下流側との条件、つまり上流側と下流側について用紙受ける面の面積とギア噛み合い位置までの距離を略等しくしているので、用紙セット時や用紙補給装置の画像形成装置への挿入時に発生する用紙束による衝撃を、奥側の用紙ガイドの上流側と下流側（ギア噛み合い位置の上流側と下流側）で略等しく受けることができ、奥側の用紙ガイドに作用する回転モーメントを、ギア噛み合い位置の上流側と下流側とで略等しくすることができる。これにより、奥側の用紙ガイドの変形を防止することができ、セットした用紙の位置ずれや、それに伴う用紙搬送のトラブルを防ぐことができる。
【００１８】
本発明の用紙補給装置は、装置手前側での出し入れ操作により用紙をセットするフロントローディング式の画像形成装置に装着される用紙補給装置であって、ローディング方向に沿って延びるラックギア及び用紙を規制する幅ガイド板を有し、それぞれが互いに対向するように配置された手前側の用紙ガイド及び奥側の用紙ガイドと、前記２つの用紙ガイドの各ラックギアに噛み合うピニオンギアとを有するとともに、用紙の給紙方向がローディング方向に対して直交する用紙補給装置において、前記奥側の用紙ガイドについて、この奥側の用紙ガイドの前記ラックギアとピニオンギアとが噛み合う位置を支点として、そのギア噛み合い位置の給紙方向の上流側と下流側の回転モーメントが略等しくなるように、前記幅ガイド板が配置されていることによって特徴づけられる。
【００１９】
この発明によれば、用紙セット時や用紙補給装置の画像形成装置への挿入時に発生する用紙束による衝撃が奥側の用紙ガイドに作用しても、その衝撃力によって発生する回転モーメントを、ギア噛み合い位置の上流側と下流側とで略等しくすることができるので、奥側の用紙ガイドの変形を防止することができ、セットした用紙の位置ずれや、それに伴う用紙搬送のトラブルを防ぐことができる。
【００２０】
本発明の用紙補給装置において、奥側の用紙ガイドの幅ガイド板の上流側端部と、この奥側用紙ガイドのラックギアとピニオンギアが噛み合うギア噛み合い位置との間の距離（給紙方向の距離）が、手前側の用紙ガイドの幅ガイド板の上流側端部と、この手前側の用紙ガイドのラックギアとピニオンギアとが噛み合うギア噛み合い位置との間の距離（給紙方向の距離）よりも短くなるように各用紙ガイドを配置することが好ましい。
【００２１】
このような条件で、奥側の用紙ガイドと手前側の用紙ガイドを配置すれば、用紙セット時や用紙補給装置の画像形成装置への挿入時の衝撃力により、奥側の原稿ガイドに作用する回転モーメントを小さくすることができ、奥側の用紙ガイドの負担を軽減することができる。
【００２２】
本発明の用紙補給装置において、手前側の用紙ガイド及び奥側の用紙ガイドにそれぞれ用紙さばき爪を一体的に設けておくことが好ましい。このように、用紙さばき爪を各用紙ガイドに一体的に設けておけば、用紙ガイドの位置を設定するだけで、用紙さばき爪の位置も同時に設定することが可能となり、用紙セット時の作業性が向上する。
【００２３】
本発明の用紙補給装置において、奥側の用紙ガイドの変形を防止するための変形防止手段を設けておくことが好ましい。
【００２４】
用紙ガイドの変形を防止するための手段としては、用紙補給装置の本体（給紙カセット本体）に対する用紙ガイドの台板の浮き（反り）を防止するためのレール、あるいは、ラックギア形成部分のねじれを防止するためのねじれ防止部材などを挙げることができる。
【００２５】
そして、このような変形防止手段を設けて用紙ガイドの台板の変形を防止することで、用紙の衝撃が加わる幅ガイド板の変形（倒れ）を防ぐことができる。すなわち、用紙セット時や用紙補給装置の挿入完了時において、セット用紙によって、用紙ガイド（奥側）の幅ガイド板が押されて幅ガイド板が倒れ、これに伴って用紙ガイドの台板が反ることになるが、その台板の反りを防止しておけば、幅ガイド板の変形を抑えることができる。
【００２６】
また、用紙ガイドのラックギアの形成部は、幅ガイド板の形成部と比べて、強度が弱くなっており、用紙補給装置を画像形成装置に挿入する際に発生する衝撃により、ラックギアが変形したり、折れる場合があるが、ラックギア形成部のねじれ等を補強するねじれ防止部材を設けておくことにより、ラックギアの変形・破壊等を防止することができる。なお、ねじれ防止部材は用紙ガイドに一体形成しておいてもよいし、別途作製したねじれ防止部材を用紙ガイドに取り付けるようにしてもよい。
【００２７】
本発明の用紙補給装置において、前記ピニオンギアの上面または下面のいずれか一方の面に補強板を設けておくことが好ましい。このように、ピニオンギアを補強板にて補強して強度を高めておくことで、用紙セット時や用紙補給装置の画像形成装置への挿入時において、ピニオンギアに大きな力が加わっても、ピニオンギアの変形を小さくすることができる。これにより、ピニオンギアの変形によって発生する問題、つまり用紙セット時や用紙補給装置の挿入時においてセットした用紙がずれることを防止することができる。
【００２８】
なお、補強板は、ピニオンギアの外径よりも直径の大きな円板であることが好ましい。また、補強板は、ピニオンギアとは別部材のものをピニオンギアの下面（もしくは上面）に接着等により固着する形態であってもよいし、ピニオンギアに補強板を一体形成する形態であってもよい。
【００２９】
本発明の用紙補給装置において、ピニオンギアを支持する軸の直径を太くし、ピニオンギアに衝撃が加わっても、軸の変形を防止するように構成することが好ましい。なお、ピニオンギアの軸の直径は、ピニオンギアの外径の１／３以上とすることが好ましい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
まず、本発明の用紙補給装置を適用するフロントローディング式の画像形成装置の構造を図８を参照しながら説明する。
【００３２】
図８に示す画像形成装置２００は、縦型の装置本体２０１の上面に、透明ガラス体の原稿台２０２が設置されており、この原稿台２０２上に置かれた原稿の画像を読み取るためのスキャナ部２０３が原稿台２０２の下方に設けられている。スキャナ部２０３の下方で装置本体２０１の片側端部（図８の右側端部）に画像形成部２０４が設けられており、スキャナ部２０３で読み取られた画像データが画像形成部２０４に入力され、その画像データに基づく原稿画像が用紙表面に電子写真画像形成法にて複写される。画像形成後の用紙は、装置本体２０１の上部中央（スキャナ部２０２の下方位置）に設置された排紙トレイ２０５に排出される。
【００３３】
また、図８に示す画像形成装置２００においては、排紙トレイ２０５の下方部に給紙部２０６が配置されている。給紙部２０６には上下２段のカセット収容部２０７，２０７が設けられており、各カセット収容部２０７に、本発明の実施形態である用紙補給装置（給紙カセット）１が装着される。
【００３４】
用紙補給装置１は、カセット収容部２０７に、装置本体２０１の手前側から奥側に向けて押し込むことによって装着され、その用紙補給装置１に収容された用紙を、用紙搬送部（図示せず）によって、ローディング方向（カセット押し込み方向）と直交する方向に取り出し、前記した画像形成部２０４に搬送して原稿画像を形成するようになっている。
【００３５】
次に、本発明の用紙補給装置の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。
【００３６】
本実施形態の用紙補給装置１は、一般に、給紙カセットと称される装置であって、図８に示すようなフロントローディング式の画像形成装置２００に装着される。
【００３７】
用紙補給装置１は、図１に示すように、補給装置本体２（以下、給紙カセット本体２という）を備えており、その給紙カセット本体２の前面２ａが、画像形成装置２００（図８参照）のローディング方向の手前側となるように画像形成装置２００に取り付けられる。また、用紙の給紙方向はローディング方向と直交する方向であり、図１の左側が給紙方向の上流側となっている。
【００３８】
給紙カセット本体２には、ローディング方向の手前側の用紙ガイド３Ｆと奥側の用紙ガイド３Ｒ（図１のハッチングで示す一対の部材）とが対向配置されている。手前側の用紙ガイド３Ｆ及び奥側の用紙ガイド３Ｒは、それぞれローディング方向に延びるレール（詳細は後述する）に沿ってスライド移動が可能であり、これら２つの用紙ガイド３Ｆ，３Ｒの間にピニオンギア４が配置されている。ピニオンギア４は、給紙カセット本体２の底板から上方に突出する軸５に回動自在に設けられている。なお、給紙カセット本体２には、セットされた用紙を押し上げるための回転板７（図１０参照）が設けられている。また、給紙カセット本体２の底板には、用紙後端板６を位置決め固定するための複数のスリット孔６ａが設けられている。
【００３９】
手前側の用紙ガイド３Ｆには、図１及び図２に示すように、ローディング方向に沿って延びるラックギア３３Ｆが台板３０Ｆに一体形成されている。ラックギア３３Ｆは、ピニオンギア４に対して給紙方向の下流側に配置されており、その位置でピニオンギア４に噛み合っている。台板３０Ｆの手前側の端部には、台板３０Ｆからそれぞれ垂直に立ち上がる上流側の幅ガイド板３１Ｆと下流側の幅ガイド板３２Ｆが一体形成されている。さらに、手前側の用紙ガイド３Ｆの下流側端部には用紙さばき爪３４Ｆが一体的に設けられている。また、手前側の用紙ガイド３Ｆには、位置固定用のロック３５Ｆ（図１１参照）が設けられている。
【００４０】
奥側の用紙ガイド３Ｒは、図１及び図２に示すように、ローディング方向に沿って延びるラックギア３３Ｒが台板３０Ｒに一体形成されている。ラックギア３３Ｒは、ピニオンギア４に対して給紙方向の上流側に配置されており、その位置でピニオンギア４に噛み合っている。台板３０Ｒの奥側の端部には、台板３０Ｒからそれぞれ垂直に立ち上がる上流側の幅ガイド板３１Ｒと下流側の幅ガイド板３２Ｒが一体形成されている。さらに、奥側の用紙ガイド３Ｒの下流側端部には用紙さばき爪３４Ｒが一体的に設けられている。
【００４１】
そして、本実施形態においては、手前側の用紙ガイド３Ｆ、奥側の用紙ガイド３Ｒ、手前側の用紙さばき爪３４Ｆ、奥側の用紙さばき爪３４Ｒ、各用紙ガイド３Ｆ，３Ｒのラックギア３３Ｆ，３３Ｒ及びピニオンギア４によって用紙の位置決め機構（位置調節機構）が構成されている。
【００４２】
また、ラックギア３３Ｆ，３３Ｒとピニオンギア４で構成されるラックピニオン機構によって、手前側の用紙ガイド３Ｆ（幅ガイド板３１Ｆ，３２Ｆ）と奥側の用紙ガイド３Ｒ（幅ガイド板３１Ｒ，３２Ｒ）とが互いに逆向き（接近離反する向き）に、かつ、互いに連動してスライド移動するようになっており、例えばＡ４、Ａ３、Ｂ５、Ｂ４などの様々なサイズの用紙をセットすることができる。従って、一対の用紙ガイド３Ｆ，３Ｒを移動させることにより、各種サイズの用紙を固定することができるので、ユーザの用途に適したサイズの用紙を、図８に示す画像形成装置２００に給紙することができる。
【００４３】
次に、本実施形態の特徴部分である用紙ガイドの配置関係等について図２を参照しながら説明する。
【００４４】
−奥側の用紙ガイドについて−
奥側の用紙ガイド３Ｒの上流側の幅ガイド板３１Ｒが用紙を受ける用紙受け面３１Ｒａの面積と、下流側の幅ガイド板３２Ｒが用紙を受ける用紙受け面３２Ｒａの面積とを等しくしている。また、上流側の幅ガイド板３１Ｒの上流側端部とギア噛み合い位置（ラックギア３３Ｒとピニオンギア４との噛み合い位置）ＰＲとの間の距離（給紙方向の距離）ＬＲ１と、下流側の幅ガイド板３２Ｒの下流側端部とギア噛み合い位置ＰＲとの間の距離（給紙方向の距離）ＬＲ２とを等しくしている（ＬＲ１＝ＬＲ２）。
【００４５】
−手前側と奥側の用紙ガイドの関係について−
奥側の用紙ガイド３Ｒのラックギア３３Ｒをピニオンギア４に対して給紙方向の上流側に配置し、手前側の用紙ガイド３Ｆのラックギア３３Ｆをピニオンギア４に対して給紙方向の下流側に配置することで、奥側の用紙ガイド３Ｒの上流側の幅ガイド板３１Ｒの上流側端部とギア噛み合い位置ＰＲとの間の距離（給紙方向の距離）ＬＲ１が、手前側の用紙ガイド３Ｆの上流側の幅ガイド板３１Ｆの上流側端部とギア噛み合い位置（ラックギア３３Ｆとピニオンギア４との噛み合い位置）ＰＦとの間の距離（給紙方向の距離）ＬＦ１よりも短くなるようにしている（ＬＲ１＜ＬＦ１）。
【００４６】
以上のように、本実施形態の用紙補給装置１によれば、奥側の用紙ガイド３Ｒのラックギア３３Ｒをピニオンギア４に対して給紙方向の上流側（図１４に示す従来の給紙カセットではピニオンギアの下流側）に配置しており、さらに、奥側の用紙ガイド３Ｒの上流側の幅ガイド板３１Ｒと下流側の幅ガイド板３２Ｒについて、それぞれの用紙受け面３１Ｒａ，３２Ｒａの面積が互いに等しくて、かつ上流側の幅ガイド板３１Ｒの上流側端部とギア噛み合い位置ＰＲとの間の距離ＬＲ１と、下流側の幅ガイド板３２Ｒの下流側端部とギア噛み合い位置ＰＲとの間の距離ＬＲ２とが等しくなるようにしているので、用紙セット時や画像形成装置２００への用紙補給装置１の挿入時に発生する用紙束による衝撃を、奥側の用紙ガイド３Ｒの給紙方向の上流側と下流側（ラックギア３３Ｒの噛み合い位置ＰＲの上流側と下流側）で略等しく受けることができ、奥側の用紙ガイド３Ｒに作用する回転モーメントを、ギア噛み合い位置ＰＲの上流側と下流側とで略等しくすることができる。これにより、奥側の用紙ガイド３Ｒの変形を防止することができ、セットした用紙の位置ずれや、それに伴う用紙搬送のトラブルを防ぐことができる。
【００４７】
さらに、奥側の用紙ガイド３Ｒの上流側の幅ガイド板３１Ｒの上流側端部とギア噛み合い位置ＰＲとの間の距離ＬＲ１が、手前側の用紙ガイド３Ｆの上流側の幅ガイド板３１Ｆの上流側端部とギア噛み合い位置ＰＦとの間の距離ＬＦ１よりも短くなるようにしているので（ＬＲ１＜ＬＦ１）、用紙セット時や画像形成装置２００への用紙補給装置１の挿入時の衝撃力により、奥側の用紙ガイド３Ｒに作用する回転モーメントを小さくすることができ、奥側の用紙ガイド３Ｒの負担を軽減することができる。
【００４８】
ここで、奥側の用紙ガイド３Ｒと手前側の用紙ガイド３Ｆとの関係を、図２に示すような配置とすると、手前側の用紙ガイド３Ｆについては、衝撃力に対して不利な条件になるが、手前側の用紙ガイド３Ｆに加わる衝撃力は、奥側の用紙ガイド３Ｒよりも小さいので、手前側の用紙ガイド３Ｆを不利な条件としても特に問題はない。
【００４９】
また、用紙ガイド３Ｆと用紙ガイド３Ｒとは、同じ形状であることがより好ましい。同じ形状とすることで、製造コストを低くすることができる。また、上記のように用紙ガイド３Ｆと用紙ガイド３Ｒとを同じ形状にするためには、ラックギア３３Ｆ，３３Ｒが給紙方向に対して用紙ガイド３Ｆ，３Ｒのほぼ中央になるように形成することがより好ましい。
【００５０】
以上の実施形態では、奥側の用紙ガイド３Ｒの上流側の幅ガイド板３１Ｒの用紙受け面３１Ｒａの面積と、下流側の幅ガイド板３２Ｒの用紙受け面３２Ｒａの面積とを等しくしているが、それら用紙受け面３１Ｒａと用紙受け面３２Ｒａとの面積が異なる場合でも、上流側の幅ガイド板３１Ｒの用紙受け面３１Ｒａの面積とこの用紙受け面３１Ｒａの中心位置からギア噛み合い位置ＰＲまでの距離との積と、下流側の幅ガイド板３２Ｆの用紙受け面３２Ｒａの面積とこの用紙受け面３２Ｒａの中心位置からギア噛み合い位置ＰＲまでの距離との積とが略等しくなるように構成することで、奥側の用紙ガイド３Ｒに作用する回転モーメントをギア噛み合い位置ＰＲの上流側と下流側とで略等しくすることが可能である。
【００５１】
次に、本実施形態の他の特徴部分を各項目ごとに説明する。
【００５２】
［用紙ガイドの変形防止］
本実施形態では、用紙ガイドをローディング方向に案内するレールの形状についても改善している。
【００５３】
具体的には、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、給紙カセット本体２側に設けるレール１０１の断面形状を逆Ｌ型（鉤状）とするとともに、そのレール１０１に係合する断面形状Ｌ型の係合部材１０２を奥側の用紙ガイド３Ｒに設けている。このような構造を採用することにより、奥側の用紙ガイド３Ｒの台板３０Ｒ及びラックギア３３Ｒの形成部の反りや変形を防止することができ、幅ガイド板３１Ｒ、３２Ｒの変形（倒れ）を抑えることができる。
【００５４】
さらに、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、奥側の用紙ガイド３Ｒの係合部材１０２がレール１０１から離れることを防止するレール離脱防止部材１０３を設けておけば、奥側の用紙ガイド３Ｒの台板３０Ｒの反りや変形をより確実に防止することができる。
【００５５】
なお、レール１０１及び係合部材１０２の各断面形状はＬ型に限られることなく、例えばＴ型の断面形状など、互いに係合する他の任意の断面形状であってもよい。また、係合部材１０１の構成に替えて、奥側の用紙ガイド３Ｒの下面側に断面形状Ｌ型のレール１０１に係合する形状のガイド溝、例えば断面形状Ｌ型またはＴ型などのガイド溝を形成しておいてもよい。
【００５６】
また、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、奥側の用紙ガイド３Ｒの幅ガイド板３１Ｒの下方に相当する位置に、断面形状が逆Ｌ型の補助レール１０４を設けるとともに、その補助レール１０４に係合するＬ型のガイド溝１０５を用紙ガイド３Ｒに設けて、幅ガイド板３１Ｒの形成部分の反りや変形を防止するように構成すれば、幅ガイド板３１Ｒの倒れを更に確実に防止することができる。なお、以上の図３及び図４に示すような変形防止構造（レール等の構造）は、手前側の用紙ガイド３Ｆにも設けておいてもよい。
【００５７】
さらに、奥側の用紙ガイド３Ｒについて、図５に示すように、ラックギア３３Ｒの形成部と用紙ガイド３Ｒの上流付近とを、ねじれ防止部材１０６にて連結してラックギア３３Ｒの形成部の補強を行うことにより、用紙ガイド３Ｒに対するラックギア３３Ｒの変形（図中矢印で示す方向の変形）を防止するようにしてもよい。なお、ねじれ防止部材１０６は、図５に示すように、奥側の用紙ガイド３Ｒに一体形成しておいてもよいし、別途作製したねじれ防止部材を用紙ガイドに取り付けるようにしてもよい。
【００５８】
［ピニオンギアの変形防止］
本実施形態では、ラックギア３３Ｒ（３３Ｆ）の反り等によって衝撃を受けるピニオンギア４についても変形防止のための対策を施している。
【００５９】
具体的には、図６に示すように、ピニオンギア４の下面側に補強板１０７を設けている。補強板１０７は、ピニオンギア４の外径よりも直径の大きな円板であり、ピニオンギア４の下面に接着等により固着されている。
【００６０】
このように、ピニオンギア４を補強板１０７にて補強して強度を高めておくことで、用紙セット時や画像形成装置２００への用紙補給装置１の挿入時において、ピニオンギア４に大きな力が加わっても、ピニオンギア４の変形を小さくすることができる。これにより、ピニオンギア４の変形によって発生する問題、つまり用紙セット時や用紙補給装置の挿入時においてセットした用紙がずれることを防止することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、図７に示すように、ピニオンギア４を支持する軸５を太くすることで、軸５の変形による問題、すなわちピニオンギア４の軸５が変形すると、ピニオンギア４の位置ずれが生じて、用紙ガイド３Ｆ、３Ｒの位置もずれてしまうという問題が発生することを防止している。
【００６２】
なお、軸５の直径は、ピニオンギア４の外径の１／３以上とすることが好ましい。また、軸５の直径を太くすると、ピニオンギア４の軸穴４ａが大きくなって強度低下の問題が生じるので、ピニオンギア４の下部に補強板１０７を設けてピニオンギア４の強度を確保することが好ましい。なお、図６及び図７に示した補強板１０７はピニオンギア４と一体形成しておいてもよい。
【００６３】
以上の本実施形態の用紙補給装置１は、図８に示した画像形成装置２００の給紙部２０６（カセット収容部２０７）に装着して使用される。その使用時において、用紙をセットする手順を図９〜図１３を参照しながら以下に説明する。
【００６４】
（１）まず、図９に示すように、画像形成装置２００の装置本体２０１から用紙補給装置１を手前側に引き出す。引き出した用紙補給装置１に用紙が載置されていない場合（図１０）には、回転板７が上方に上がっている状態になっているので、回転板７を下方に押し下げる。
【００６５】
（２）図１１に示すように、手前側の用紙ガイド３Ｆのロック３５Ｆを解除した状態で、手前側の用紙ガイド３Ｆをスライドさせて、手前側の用紙ガイド３Ｆの位置を、セットする用紙サイズに合わせて設定する。この手前側の用紙ガイド３Ｆのスライドに伴って、奥側の用紙ガイド３Ｒもスライドする。具体的には、手前側の用紙ガイド３Ｆをスライドさせると、この手前側の用紙ガイド３Ｆのラックギア３３Ｆが噛み合っているピニオンギア４が回転し、このピニオンギア４の回転により、奥側の用紙ガイド３Ｒのラックギア３３Ｒが送られて奥側の用紙ガイド３Ｒがスライド移動する。
【００６６】
（３）用紙後端板６の位置を、用紙サイズに合わせて設定する（図１１）。この用紙後端板６は、手前側の用紙ガイド３Ｆ及び奥側の用紙ガイド３Ｒとは無関係に移動させることができる。
【００６７】
（４）図１２に示すように用紙をさばきやすくする。次に、図１３に示すように、用紙を用紙補給装置１の給紙カセット本体２内にセットする。このとき、用紙が用紙さばき爪３４Ｆ，３４Ｒの下にくるように用紙をセットする。また、用紙束の上端が「最大高さライン」よりも下になるように、セットする用紙の量を調整する。そして、用紙がセットされた用紙補給装置１を画像形成装置２００に押し込む。このようにして、用紙の補給を行うことができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の用紙補給装置によれば、例えば、奥側の用紙ガイドの給紙方向の上流側の幅ガイド板と下流側の幅ガイド板について、用紙を受ける面の面積と、各幅ガイド板のギア噛み合い位置（ラックギアとピニオンギアとが噛み合う位置）に対する距離を略等しくするという設定により、用紙セット時や用紙補給装置の画像形成装置への挿入時に発生する、用紙束による衝撃を、奥側の用紙ガイドにおけるギア噛み合い位置の上流側と下流側で略等しく受けるようにしているので、奥側の用紙ガイドに作用する回転モーメントをギア噛み合い位置の上流側と下流側とで略等しくすることができ、奥側の用紙ガイドの変形を防止することができる。これにより、画像形成装置において、セットした用紙の位置ずれや、それに伴う用紙搬送のトラブルが発生することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の用紙補給装置の実施形態の平面図である。
【図２】図１の実施形態の要部構造を模式的に示す図である。
【図３】用紙ガイドの変形防止構造の一例を示す平面図（Ａ）及び要部縦断面図（Ｂ）である。
【図４】用紙ガイドの変形防止構造の他の例を示す平面図（Ａ）及び要部斜視図（Ｂ）である。
【図５】用紙ガイドの変形防止構造の別の例を示す平面図である。
【図６】ピニオンギアの補強構造の一例を示す斜視図である。
【図７】ピニオンギア軸の補強構造の一例を示す縦断面図である。
【図８】本発明の用紙補給装置を適用する画像形成装置の構造を示す斜視図である。
【図９】画像形成装置への用紙セットの手順説明図である。
【図１０】同じく用紙セットの手順説明図である。
【図１１】同じく用紙セットの手順説明図である。
【図１２】同じく用紙セットの手順説明図である。
【図１３】同じく用紙セットの手順説明図である。
【図１４】フロントローディング式の画像形成装置に用いられる従来の給紙カセットの平面図である。
【図１５】同じく給紙カセットの平面図である。
【符号の説明】
１用紙補給装置
２補給装置本体（給紙カセット本体）
３Ｆ手前側の用紙ガイド
３０Ｆ台板
３１Ｆ幅ガイド板（上流側）
３２Ｆ幅ガイド板（下流側）
３３Ｆラックギア
３４Ｆ用紙さばき爪
３Ｒ奥側の用紙ガイド
３０Ｒ台板
３１Ｒ幅ガイド板（上流側）
３１Ｒａ用紙受け面（上流側）
３２Ｒ幅ガイド板（下流側）
３２Ｒａ用紙受け面（下流側）
３３Ｒラックギア
３４Ｒ用紙さばき爪
４ピニオンギア
５軸
６用紙後端板
６ａスリット孔
７回転板
１０１レール
１０２係合部材
１０３レール離脱防止部材
１０４補助レール
１０５ガイド溝
１０６ねじれ防止部材
１０７補強板
２００画像形成装置
２０１装置本体
２０２原稿台
２０３スキャナ部
２０４画像形成部
２０５排紙トレイ
２０５給紙部
２０６カセット収容部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sheet replenishing device (sheet feeding cassette) used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and more particularly, to a sheet replenishing apparatus used in a front loading type image forming apparatus in which a sheet is set by a front operation of the apparatus. Paper supply device to be used.
[0002]
[Prior art]
In a front-loading type image forming apparatus, for example, an original platen, a scanner unit, an image forming unit, and a paper discharge tray are arranged on an upper part of a vertical apparatus main body, and a paper supply unit is arranged on a lower part. The paper supply unit has a cassette storage unit, and a paper supply device (paper supply cassette) is inserted into the cassette storage unit by being pushed from the front side to the back side of the apparatus main body. Further, the paper setting when replenishing the paper is performed by pulling out the paper feed cassette toward the apparatus, setting the paper in the paper feed cassette, and then pushing the paper feed cassette.
[0003]
As a sheet supply device used in such a front-loading type image forming apparatus, for example, as shown in FIG. 14, two sheet guides 431 and 432 having rack gears 433 and 434, sheet separating claws 435 and 436, There is a paper feed cassette 401 provided with a positioning mechanism including a pinion gear 404 meshing with rack gears 433 and 434 of each paper guide, a paper rear end plate 406, and the like (for example, see Patent Document 1).
[0004]
In the paper feed cassette 401 shown in FIG. 14, the paper feed direction is orthogonal to the cassette insertion direction (loading direction) into the image forming apparatus. Paper guides 431 and 432 are slidably arranged in the loading direction on the rear side and the front side, respectively, so that the paper supply to the paper supply cassette 401 can be smoothly performed. As described above, the two paper guides 431 and 432 have their respective rack gears 433 and 434 meshed with one pinion gear 404 and move one paper guide (for example, the paper guide 431 on the front side), The other paper guide (the paper guide 432 on the back side) moves in conjunction with it. Note that, as shown in FIG. 15, the paper feed cassette 401 is provided with a rotating plate 407 for pushing up the paper set in the paper feed cassette main body 402.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-129856
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, according to the conventional sheet cassette used in the front-loading type image forming apparatus, at the time of setting a sheet, after a user abuts a sheet bundle against a sheet guide on the back side and positions the sheet bundle, Is dropped into the cassette, a large load is applied to the paper guide on the back side, and the paper guide on the back side is obliquely deformed with respect to the paper feeding direction. When such a deformation of the paper guide occurs, problems such as variations in paper regulation and the paper coming off the paper separating claw occur.
[0007]
Also, when the paper cassette is pushed into the image forming apparatus after the paper is set in the paper cassette, the impact at the completion of cassette insertion, that is, the impact due to the paper weight, causes the deformation and position of the paper guide on the back side. Since the deviation occurs, the deviation of the paper regulation and the deviation of the paper from the paper separating claw occur.
[0008]
The reason why such a problem occurs will be specifically described.
[0009]
First, the paper cassette is configured such that paper of various sizes can be set by moving the paper guide, and in order to accommodate small-sized paper, the paper guide and the pinion gear are provided in the paper cassette. When viewed as a whole, it is located near the paper exit position.
[0010]
Specifically, for example, in the paper feed cassette shown in FIG. 14, the pinion gear 404 is disposed at a position near the downstream end of the paper feed cassette main body 402 in the paper feed direction. When the sheet is placed, the pinion gear 404 is disposed downstream of the center of the sheet in the sheet feeding direction. In this arrangement, when the sheet cassette 401 in which the sheets are set is pushed into the image forming apparatus, an impact proportional to the weight of the sheet is applied to the sheet guide 432 on the rear side. This impact is large on the upstream side in the sheet feeding direction when viewed from the pinion gear 404. That is, since the distance on the upstream side in the paper feeding direction as viewed from the pinion gear 404 is larger than the distance on the downstream side in the paper feeding direction as viewed from the pinion gear 404, the upstream side of the pinion gear 404 in the paper feeding direction is larger. A large impact force is applied to the side, and the set sheet has a rotational moment about the pinion gear 404 in the clockwise rotation direction in the figure. When such a rotational moment acts, the sheet is shifted from the set position, and the sheet may not be normally supplied to the image forming apparatus. Even when the paper is set, for the same reason, a large impact force is applied to the paper guide on the back side in the upstream direction in the paper feeding direction, so that the above-described problem, that is, the positional deviation of the paper occurs.
[0011]
Further, when a paper guide on the back side receives an impact when setting a paper or inserting a cassette, the shock is also transmitted to a pinion gear meshing with a rack gear of the paper guide on the back side, and the shaft of the pinion gear is deformed. Such a deformation of the shaft of the pinion gear may also cause a positional deviation of the sheet. Further, when a repeated load due to impact is applied to the shaft of the pinion gear, in the worst case, the shaft may be broken.
[0012]
The above-mentioned problem becomes remarkable especially when a large-size sheet is set. That is, when the sheet size is large and the stacking amount is large, the weight of the sheet increases, and the center of the sheet and the center of the sheet guide are largely displaced, so that the above-described problem is likely to occur.
[0013]
The present invention has been made in order to solve such a problem. In a front-loading type image processing apparatus, it is possible to prevent displacement or deformation of a paper guide, which occurs at the time of paper setting, and to prevent paper conveyance. It is an object of the present invention to provide a paper replenishing device capable of solving the above problems.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A paper supply device according to the present invention is a paper supply device mounted on a front-loading type image forming apparatus for setting paper by a loading / unloading operation at a front side of the device, and regulates a rack gear and a paper extending along a loading direction. A paper guide having a width guide plate, a paper guide on the front side and a paper guide on the back side, which are arranged so as to face each other, and a pinion gear meshing with each rack gear of the two paper guides. In the paper supply device in which the paper direction is orthogonal to the loading direction, the paper guide on the back side is located upstream of the gearing position where the rack gear and the pinion gear of the paper guide on the back side mesh with each other. From the area of the sheet receiving surface of the upstream width guide plate positioned at the center and the center position of the sheet receiving surface. The product of the distance to the engagement position (the distance in the paper feeding direction), the area of the paper receiving surface of the downstream width guide plate positioned downstream in the paper feeding direction, and the center position of the paper receiving surface The product is characterized in that the product of the distance to the gear meshing position (the distance in the paper feeding direction) is substantially equal.
[0015]
According to the present invention, the condition of the upstream side and the downstream side in the paper feeding direction of the paper guide on the back side, that is, the product of the area of the sheet receiving surface and the distance to the gear engagement position for the upstream side and the downstream side is substantially equal. Even if the impact due to the bundle of sheets generated when the paper is set or the paper supply device is inserted into the image forming apparatus acts on the paper guide on the back side, the rotational moment generated by the impact force is transmitted to the gear. The upstream side and the downstream side of the meshing position can be made substantially equal. Thereby, the deformation of the paper guide on the back side can be prevented, and the misalignment of the set paper and the trouble of the paper conveyance due to it can be prevented.
[0016]
A paper supply device according to the present invention is a paper supply device mounted on a front-loading type image forming apparatus for setting paper by a loading / unloading operation at a front side of the device, and regulates a rack gear and a paper extending along a loading direction. A paper guide having a width guide plate, a paper guide on the front side and a paper guide on the back side, which are arranged so as to face each other, and a pinion gear meshing with each rack gear of the two paper guides. In the paper supply device in which the paper direction is orthogonal to the loading direction, the paper guide on the back side is located upstream of the gearing position where the rack gear and the pinion gear of the paper guide on the back side mesh with each other. The area of the surface of the upstream width guide plate located on the side receiving the paper and the downstream width guide plate located on the downstream side The area of the surface receiving the paper is substantially equal, and the distance between the upstream end of the upstream width guide plate and the gear meshing position (the distance in the paper feeding direction); and the downstream width guide The distance between the downstream end of the plate and the gear meshing position (the distance in the sheet feeding direction) is configured to be substantially equal.
[0017]
According to the present invention, the conditions on the upstream side and the downstream side in the paper feeding direction of the paper guide on the back side, that is, the area of the sheet receiving surface and the distance to the gear meshing position are substantially equal between the upstream side and the downstream side. Therefore, the impact of the sheet bundle generated when the sheet is set or when the sheet replenishing device is inserted into the image forming apparatus is substantially equal between the upstream side and the downstream side of the paper guide on the back side (the upstream side and the downstream side of the gear engagement position). Thus, the rotational moment acting on the paper guide on the back side can be made substantially equal between the upstream side and the downstream side of the gear meshing position. Thereby, the deformation of the paper guide on the back side can be prevented, and the misalignment of the set paper and the trouble of the paper conveyance due to it can be prevented.
[0018]
A paper supply device according to the present invention is a paper supply device mounted on a front-loading type image forming apparatus for setting paper by a loading / unloading operation at a front side of the device, and regulates a rack gear and a paper extending along a loading direction. A paper guide having a width guide plate, a paper guide on the front side and a paper guide on the back side, which are arranged so as to face each other, and a pinion gear meshing with each rack gear of the two paper guides. In the paper supply device in which the paper direction is orthogonal to the loading direction, the back side paper guide is fed at a gear meshing position with a position where the rack gear and the pinion gear of the far side paper guide mesh with each other as a fulcrum. The width guide plate is arranged so that the rotational moments on the upstream side and the downstream side in the direction are substantially equal. It characterized by Rukoto.
[0019]
According to the present invention, even if an impact due to a bundle of sheets generated when a sheet is set or when the sheet supply device is inserted into the image forming apparatus acts on the sheet guide on the back side, the rotational moment generated by the impact force is transmitted to the gear. Since the upstream side and the downstream side of the meshing position can be made substantially equal, deformation of the paper guide on the back side can be prevented, and positional deviation of the set paper and trouble of paper conveyance due to it can be prevented. it can.
[0020]
In the paper supply device of the present invention, the distance between the upstream end of the width guide plate of the rear paper guide and the gear meshing position where the rack gear and the pinion gear of the rear paper guide mesh (distance in the paper feeding direction). ) Is larger than the distance (distance in the paper feed direction) between the upstream end of the width guide plate of the front paper guide and the gear meshing position where the rack gear and the pinion gear of the front paper guide mesh. It is preferable to arrange each paper guide so as to be shorter.
[0021]
Under these conditions, if the paper guide on the back side and the paper guide on the near side are arranged, the paper guide on the back side acts on the paper guide on the back side due to the impact force when the paper is set or when the paper supply device is inserted into the image forming apparatus. The rotational moment can be reduced, and the load on the paper guide on the back side can be reduced.
[0022]
In the paper supply device of the present invention, it is preferable that paper separation pawls are integrally provided on the front paper guide and the rear paper guide, respectively. In this way, if the paper separating claw is provided integrally with each paper guide, the position of the paper separating claw can be set at the same time only by setting the position of the paper guide. Is improved.
[0023]
In the paper supply device of the present invention, it is preferable to provide a deformation preventing means for preventing deformation of the paper guide on the back side.
[0024]
As means for preventing deformation of the paper guide, a rail for preventing the base plate of the paper guide from floating (warping) with respect to the main body (paper feed cassette main body) of the paper supply device, or a torsion of a rack gear forming portion. And a torsion preventing member for prevention.
[0025]
By providing such a deformation preventing means to prevent deformation of the base plate of the paper guide, it is possible to prevent deformation (falling) of the width guide plate to which the impact of the paper is applied. That is, when the paper is set or when the insertion of the paper replenishing device is completed, the width guide plate of the paper guide (rear side) is pushed by the set paper and the width guide plate falls down. However, if the warpage of the base plate is prevented, the deformation of the width guide plate can be suppressed.
[0026]
Also, the formation portion of the rack gear of the paper guide is weaker than the formation portion of the width guide plate, and the rack gear may be deformed due to an impact generated when the paper supply device is inserted into the image forming device. The rack gear may be broken, but by providing a torsion preventing member for reinforcing the torsion and the like of the rack gear forming portion, the deformation and breakage of the rack gear can be prevented. The twist preventing member may be formed integrally with the paper guide, or a separately formed twist preventing member may be attached to the paper guide.
[0027]
In the paper supply device of the present invention, it is preferable that a reinforcing plate is provided on one of the upper surface and the lower surface of the pinion gear. In this way, by reinforcing the pinion gear with the reinforcing plate to increase the strength, even when a large force is applied to the pinion gear at the time of setting the paper or inserting the paper supply device into the image forming apparatus, the pinion gear can be used. Gear deformation can be reduced. Thus, it is possible to prevent a problem caused by the deformation of the pinion gear, that is, to prevent a set sheet from being displaced at the time of setting a sheet or inserting the sheet supply device.
[0028]
The reinforcing plate is preferably a disk having a diameter larger than the outer diameter of the pinion gear. Further, the reinforcing plate may be a form in which a member separate from the pinion gear is fixed to the lower surface (or upper surface) of the pinion gear by bonding or the like, or the reinforcing plate is integrally formed with the pinion gear. Is also good.
[0029]
In the paper supply device of the present invention, it is preferable that the diameter of the shaft supporting the pinion gear is increased to prevent deformation of the shaft even when an impact is applied to the pinion gear. In addition, it is preferable that the diameter of the shaft of the pinion gear be equal to or more than 1/3 of the outer diameter of the pinion gear.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
First, the structure of a front loading type image forming apparatus to which the sheet supply device of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
[0032]
An image forming apparatus 200 shown in FIG. 8 has a transparent glass platen 202 installed on the upper surface of a vertical apparatus main body 201, and a scanner for reading an image of a document placed on the platen 202. A unit 203 is provided below the document table 202. An image forming unit 204 is provided at one end (right end in FIG. 8) of the apparatus main body 201 below the scanner unit 203, and image data read by the scanner unit 203 is input to the image forming unit 204. An original image based on the image data is copied on the surface of the paper by an electrophotographic image forming method. The sheet on which the image has been formed is discharged to a discharge tray 205 provided at the upper center of the apparatus main body 201 (at a position below the scanner unit 202).
[0033]
Further, in the image forming apparatus 200 illustrated in FIG. 8, a sheet feeding unit 206 is disposed below the sheet ejection tray 205. The paper supply unit 206 is provided with upper and lower cassette storage units 207, 207, and the paper supply device (paper supply cassette) 1 according to the embodiment of the present invention is mounted in each of the cassette storage units 207.
[0034]
The paper supply device 1 is mounted by being pushed into the cassette housing portion 207 from the front side to the back side of the apparatus main body 201, and the paper stored in the paper supply device 1 is transported by a paper transport unit (not shown). Thus, the document is taken out in a direction perpendicular to the loading direction (cassette pushing direction), and is conveyed to the image forming unit 204 to form a document image.
[0035]
Next, an embodiment of the sheet supply device of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0036]
The paper supply device 1 of the present embodiment is a device generally called a paper feed cassette, and is mounted on a front-loading type image forming apparatus 200 as shown in FIG.
[0037]
As shown in FIG. 1, the paper supply device 1 includes a supply device main body 2 (hereinafter, referred to as a paper supply cassette main body 2), and a front surface 2a of the paper supply cassette main body 2 has an image forming apparatus 200 (FIG. 8). (See FIG. 1) in the loading direction. The paper feeding direction is a direction orthogonal to the loading direction, and the left side in FIG. 1 is the upstream side in the paper feeding direction.
[0038]
In the sheet cassette main body 2, a sheet guide 3F on the near side in the loading direction and a sheet guide 3R (a pair of members indicated by hatching in FIG. 1) on the far side are arranged to face each other. The paper guide 3F on the front side and the paper guide 3R on the back side are slidable along rails (described in detail later) extending in the loading direction, and a pinion gear is provided between the two paper guides 3F and 3R. 4 are arranged. The pinion gear 4 is rotatably provided on a shaft 5 projecting upward from a bottom plate of the sheet cassette main body 2. Note that the paper feed cassette body 2 is provided with a rotary plate 7 (see FIG. 10) for pushing up the set paper. A plurality of slit holes 6 a for positioning and fixing the sheet rear end plate 6 are provided in the bottom plate of the sheet cassette main body 2.
[0039]
As shown in FIGS. 1 and 2, a rack gear 33F extending along the loading direction is formed integrally with the base plate 30F on the front paper guide 3F. The rack gear 33 F is arranged downstream of the pinion gear 4 in the sheet feeding direction, and meshes with the pinion gear 4 at that position. An upstream width guide plate 31F and a downstream width guide plate 32F that rise vertically from the base plate 30F are integrally formed at the front end of the base plate 30F. Further, a paper separating claw 34F is integrally provided at the downstream end of the paper guide 3F on the front side. The paper guide 3F on the front side is provided with a lock 35F (see FIG. 11) for fixing the position.
[0040]
As shown in FIGS. 1 and 2, the rear side paper guide 3R has a rack gear 33R extending along the loading direction integrally formed on the base plate 30R. The rack gear 33 R is disposed upstream of the pinion gear 4 in the sheet feeding direction, and meshes with the pinion gear 4 at that position. An upstream width guide plate 31R and a downstream width guide plate 32R, which rise vertically from the base plate 30R, are integrally formed at the rear end of the base plate 30R. Further, a paper separating claw 34R is integrally provided at the downstream end of the paper guide 3R on the back side.
[0041]
In the present embodiment, the front paper guide 3F, the rear paper guide 3R, the front paper separation claw 34F, the rear paper separation claw 34R, the rack gears 33F, 33R of the respective paper guides 3F, 3R, and The pinion gear 4 constitutes a paper positioning mechanism (position adjustment mechanism).
[0042]
Further, a paper guide 3F (width guide plates 31F, 32F) on the near side and a paper guide 3R (width guide plates 31R, 32R) on the back side are formed by a rack and pinion mechanism including the rack gears 33F, 33R and the pinion gear 4. Sliding movements are performed in opposite directions (directions of approaching and separating) and in conjunction with each other. For example, sheets of various sizes such as A4, A3, B5, and B4 can be set. Accordingly, various sizes of paper can be fixed by moving the pair of paper guides 3F and 3R, and paper of a size suitable for the user's application is fed to the image forming apparatus 200 shown in FIG. be able to.
[0043]
Next, the positional relationship of the paper guide, which is a characteristic part of the present embodiment, will be described with reference to FIG.
[0044]
-About the paper guide on the back side-
The area of the sheet receiving surface 31Ra on which the width guide plate 31R on the upstream side of the paper guide 3R on the back side receives the sheet is equal to the area of the sheet receiving surface 32Ra on which the width guide plate 32R on the downstream side receives the sheet. Further, a distance (distance in the sheet feeding direction) LR1 between an upstream end portion of the upstream width guide plate 31R and a gear engagement position (engagement position between the rack gear 33R and the pinion gear 4) PR, and a downstream width The distance (distance in the paper feeding direction) LR2 between the downstream end of the guide plate 32R and the gear engagement position PR is made equal (LR1 = LR2).
[0045]
−Relationship between the front and back paper guides−
The rack gear 33R of the paper guide 3R on the back side is disposed upstream of the pinion gear 4 in the paper supply direction, and the rack gear 33F of the paper guide 3F on the front side is disposed downstream of the pinion gear 4 in the paper supply direction. By doing so, the distance LR1 (the distance in the paper feeding direction) between the upstream end of the width guide plate 31R on the upstream side of the paper guide 3R on the back side and the gear meshing position PR is set to the distance of the paper guide 3F on the front side. The distance (distance in the sheet feeding direction) LF1 between the upstream end portion of the upstream width guide plate 31F and the gear engagement position (the engagement position between the rack gear 33F and the pinion gear 4) PF1 is set to be shorter than LF1. (LR1 <LF1).
[0046]
As described above, according to the paper supply device 1 of the present embodiment, the rack gear 33R of the paper guide 3R on the rear side is located upstream of the pinion gear 4 in the paper supply direction (in the conventional paper supply cassette shown in FIG. (On the downstream side of the pinion gear), and further, with respect to the width guide plate 31R on the upstream side and the width guide plate 32R on the downstream side of the paper guide 3R on the back side, the areas of the respective paper receiving surfaces 31Ra and 32Ra are mutually different. The distance LR1 between the upstream end of the upstream width guide plate 31R and the gear engagement position PR, and the distance LR1 between the downstream end of the downstream width guide plate 32R and the gear engagement position PR. Since the distance LR2 is made equal, the impact of the sheet bundle generated when the sheet is set or when the sheet replenishing device 1 is inserted into the image forming apparatus 200 is reduced by the feeding direction of the sheet guide 3R on the rear side. The upstream and downstream sides (upstream and downstream of the meshing position PR of the rack gear 33R) can receive substantially equally, and the rotational moment acting on the paper guide 3R on the back side is transmitted upstream and downstream of the gear meshing position PR. And can be made substantially equal. Thereby, the deformation of the paper guide 3R on the back side can be prevented, and the misalignment of the set paper and the trouble of the paper conveyance accompanying it can be prevented.
[0047]
Furthermore, the distance LR1 between the upstream end of the width guide plate 31R on the upstream side of the paper guide 3R on the back side and the gear meshing position PR is the upstream of the width guide plate 31F on the upstream side of the paper guide 3F on the front side. Since the distance LF1 between the side end portion and the gear meshing position PF is set to be shorter (LR1 <LF1), the impact force at the time of setting the paper or inserting the paper supply device 1 into the image forming apparatus 200 is generated. The rotational moment acting on the paper guide 3R on the back side can be reduced, and the load on the paper guide 3R on the back side can be reduced.
[0048]
Here, if the relationship between the paper guide 3R on the back side and the paper guide 3F on the front side is arranged as shown in FIG. 2, the paper guide 3F on the front side is disadvantageous to the impact force. However, since the impact force applied to the paper guide 3F on the front side is smaller than the paper guide 3R on the back side, there is no particular problem even if the paper guide 3F on the front side is disadvantageous.
[0049]
It is more preferable that the paper guide 3F and the paper guide 3R have the same shape. With the same shape, the manufacturing cost can be reduced. Further, in order to form the paper guide 3F and the paper guide 3R in the same shape as described above, the rack gears 33F and 33R may be formed so as to be substantially at the center of the paper guides 3F and 3R in the paper feeding direction. More preferred.
[0050]
In the above embodiment, the area of the paper receiving surface 31Ra of the width guide plate 31R on the upstream side of the paper guide 3R on the rear side is equal to the area of the paper receiving surface 32Ra of the width guide plate 32R on the downstream side. Even when the sheet receiving surface 31Ra and the sheet receiving surface 32Ra have different areas, the area of the sheet receiving surface 31Ra of the upstream width guide plate 31R and the distance from the center position of the sheet receiving surface 31Ra to the gear meshing position PR. And the product of the area of the sheet receiving surface 32Ra of the width guide plate 32F on the downstream side and the distance from the center position of the sheet receiving surface 32Ra to the gear engagement position PR is substantially equalized. The rotational moment acting on the paper guide 3R on the back side can be made substantially equal between the upstream side and the downstream side of the gear engagement position PR.
[0051]
Next, other characteristic portions of the present embodiment will be described for each item.
[0052]
[Prevention of paper guide deformation]
In the present embodiment, the shape of the rail for guiding the paper guide in the loading direction is also improved.
[0053]
Specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, the cross-sectional shape of the rail 101 provided on the sheet cassette main body 2 is inverted L-shaped (hook-shaped), and the rail 101 is engaged with the rail 101. An engaging member 102 having an L-shaped cross section is provided on the paper guide 3R on the back side. By adopting such a structure, it is possible to prevent the base plate 30R of the paper guide 3R on the rear side and the formation portion of the rack gear 33R from being warped or deformed, and suppress the deformation (falling) of the width guide plates 31R and 32R. be able to.
[0054]
Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, if a rail detachment preventing member 103 for preventing the engaging member 102 of the paper guide 3 R on the back side from separating from the rail 101 is provided, Warpage and deformation of the base plate 30R of the paper guide 3R can be more reliably prevented.
[0055]
The cross-sectional shape of each of the rail 101 and the engaging member 102 is not limited to the L-shape, and may be any other cross-sectional shape that engages with each other, for example, a T-shaped cross-sectional shape. Instead of the configuration of the engaging member 101, a guide groove having a shape engaging with the L-shaped cross section rail 101, for example, a guide groove having an L-shaped cross section or a T-shaped cross section is provided on the lower surface side of the paper guide 3R on the back side. May be formed in advance.
[0056]
Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, an auxiliary rail 104 having an inverted L-shaped cross section is provided at a position corresponding to the lower side of the paper guide 3R below the width guide plate 31R. If the L-shaped guide groove 105 that engages with the auxiliary rail 104 is provided on the paper guide 3R so as to prevent warping or deformation of a portion where the width guide plate 31R is formed, the fall of the width guide plate 31R can be further ensured. Can be prevented. The deformation preventing structure (structure such as a rail) as shown in FIGS. 3 and 4 may be provided also on the paper guide 3F on the front side.
[0057]
Further, as shown in FIG. 5, with respect to the paper guide 3R on the rear side, the formation portion of the rack gear 33R and the vicinity near the upstream of the paper guide 3R are connected by a twist preventing member 106 to reinforce the formation portion of the rack gear 33R. This may prevent deformation of the rack gear 33R with respect to the paper guide 3R (deformation in the direction indicated by the arrow in the figure). The twist preventing member 106 may be formed integrally with the paper guide 3R on the back side as shown in FIG. 5, or a separately formed twist preventing member may be attached to the paper guide.
[0058]
[Prevention of deformation of pinion gear]
In the present embodiment, measures are also taken to prevent deformation of the pinion gear 4 that receives an impact due to warpage of the rack gear 33R (33F) or the like.
[0059]
Specifically, as shown in FIG. 6, a reinforcing plate 107 is provided on the lower surface side of the pinion gear 4. The reinforcing plate 107 is a disk having a diameter larger than the outer diameter of the pinion gear 4, and is fixed to the lower surface of the pinion gear 4 by bonding or the like.
[0060]
As described above, by reinforcing the pinion gear 4 with the reinforcing plate 107 to increase the strength, a large force is applied to the pinion gear 4 when setting the sheet or inserting the sheet supply device 1 into the image forming apparatus 200. Even if added, the deformation of the pinion gear 4 can be reduced. Thereby, it is possible to prevent a problem caused by the deformation of the pinion gear 4, that is, to prevent a set sheet from being displaced at the time of setting a sheet or inserting the sheet supply device.
[0061]
In this embodiment, as shown in FIG. 7, by increasing the thickness of the shaft 5 that supports the pinion gear 4, a problem due to the deformation of the shaft 5, that is, when the shaft 5 of the pinion gear 4 is deformed, It is possible to prevent the problem that the positional deviation occurs and the positions of the paper guides 3F and 3R are also deviated.
[0062]
Note that the diameter of the shaft 5 is preferably equal to or more than １／ of the outer diameter of the pinion gear 4. Also, if the diameter of the shaft 5 is increased, the shaft hole 4a of the pinion gear 4 becomes large and a problem of strength reduction occurs. Therefore, the reinforcing plate 107 is provided below the pinion gear 4 to secure the strength of the pinion gear 4. Is preferred. The reinforcing plate 107 shown in FIGS. 6 and 7 may be formed integrally with the pinion gear 4.
[0063]
The paper supply device 1 of the present embodiment described above is used by being mounted on the paper supply unit 206 (cassette accommodating unit 207) of the image forming apparatus 200 shown in FIG. The procedure for setting the paper in use will be described below with reference to FIGS.
[0064]
(1) First, as shown in FIG. 9, the sheet supply device 1 is pulled out from the apparatus main body 201 of the image forming apparatus 200 to the near side. When no paper is loaded on the drawn-out paper supply device 1 (FIG. 10), the rotating plate 7 is in an upwardly raised state, and the rotating plate 7 is pushed down.
[0065]
(2) As shown in FIG. 11, with the lock 35F of the front paper guide 3F released, slide the front paper guide 3F to set the position of the front paper guide 3F to the paper size to be set. Set according to. As the paper guide 3F on the near side slides, the paper guide 3R on the back side also slides. More specifically, when the front paper guide 3F is slid, the pinion gear 4 meshing with the rack gear 33F of the front paper guide 3F is rotated. The 3G rack gear 33R is sent, and the paper guide 3R on the rear side slides.
[0066]
(3) The position of the sheet rear end plate 6 is set according to the sheet size (FIG. 11). The sheet rear end plate 6 can be moved independently of the sheet guide 3F on the front side and the sheet guide 3R on the back side.
[0067]
(4) As shown in FIG. 12, the sheet is easily separated. Next, as shown in FIG. 13, the paper is set in the paper supply cassette main body 2 of the paper supply device 1. At this time, the sheet is set so that the sheet comes under the sheet separating claws 34F and 34R. Also, the amount of sheets to be set is adjusted so that the upper end of the sheet bundle is below the “maximum height line”. Then, the sheet supply device 1 on which the sheet is set is pushed into the image forming apparatus 200. In this way, paper can be supplied.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the paper supply device of the present invention, for example, the width of the paper guide surface on the upstream side and the width guide plate on the downstream side in the paper feeding direction of the paper guide on the back side, By setting the width of each width guide plate to be substantially equal to the gear meshing position (the position where the rack gear and the pinion gear mesh), the paper bundle generated when the paper is set or when the paper replenishing device is inserted into the image forming apparatus. Since the impact is substantially equally received on the upstream side and the downstream side of the gear meshing position in the paper guide on the back side, the rotational moment acting on the paper guide on the back side is transmitted between the upstream side and the downstream side of the gear meshing position. It can be made substantially equal, and the deformation of the paper guide on the back side can be prevented. As a result, in the image forming apparatus, it is possible to prevent the set sheet from being displaced and the sheet from being transported.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an embodiment of a sheet supply device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a main structure of the embodiment of FIG. 1;
FIGS. 3A and 3B are a plan view and an essential part longitudinal sectional view illustrating an example of a structure for preventing deformation of a paper guide; FIGS.
FIGS. 4A and 4B are a plan view and a main part perspective view, respectively, showing another example of a paper guide deformation preventing structure.
FIG. 5 is a plan view showing another example of the paper guide deformation preventing structure.
FIG. 6 is a perspective view showing an example of a pinion gear reinforcing structure.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing an example of a reinforcing structure of a pinion gear shaft.
FIG. 8 is a perspective view illustrating a structure of an image forming apparatus to which the sheet supply device of the present invention is applied.
FIG. 9 is a diagram illustrating a procedure for setting a sheet in the image forming apparatus.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a procedure for setting a sheet.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a sheet setting procedure.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a sheet setting procedure.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a procedure for setting a sheet.
FIG. 14 is a plan view of a conventional sheet cassette used in a front-loading type image forming apparatus.
FIG. 15 is a plan view of the paper feed cassette.
[Explanation of symbols]
1 Paper supply device
2 Supply unit body (paper cassette body)
3F Front paper guide
30F base plate
31F width guide plate (upstream side)
32F width guide plate (downstream side)
33F rack gear
34F Paper Handling Claw
3R paper guide on the back side
30R base plate
31R width guide plate (upstream side)
31Ra Paper receiving surface (upstream side)
32R width guide plate (downstream side)
32Ra paper receiving surface (downstream side)
33R rack gear
34R Paper Handling Claw
4 Pinion gear
5 axes
6 Paper end plate
6a slit hole
7 rotating plate
101 rail
102 engagement member
103 Rail separation prevention member
104 Auxiliary rail
105 Guide groove
106 Torsion prevention member
107 Reinforcement plate
200 Image forming apparatus
201 Main unit
202 platen
203 Scanner section
204 Image forming unit
205 Output tray
205 Paper feed unit
206 Cassette storage section

Claims

A sheet replenishing device to be mounted on a front loading type image forming apparatus for setting a sheet by a loading / unloading operation on the front side of the apparatus, which has a rack gear extending along a loading direction and a width guide plate for regulating the sheet, Has a front paper guide and a rear paper guide arranged so as to face each other, and a pinion gear that meshes with each rack gear of the two paper guides, and the paper feeding direction is relative to the loading direction. In the orthogonal paper supply device,
The rear paper guide has an upstream width guide plate positioned on the upstream side in the paper feeding direction with respect to a gear receiving position at which the rack gear and the pinion gear of the rear paper guide mesh with each other. The product of the area and the distance from the center position of the sheet receiving surface to the gear meshing position, the area of the sheet receiving surface of the downstream width guide plate positioned downstream in the sheet feeding direction, and the area of the sheet receiving surface A sheet replenishing apparatus characterized in that a product of a distance from a center position to the gear engagement position is substantially equal to a product.

A sheet replenishing device to be mounted on a front loading type image forming apparatus for setting a sheet by a loading / unloading operation on the front side of the apparatus, which has a rack gear extending along a loading direction and a width guide plate for regulating the sheet, Has a front paper guide and a rear paper guide arranged so as to face each other, and a pinion gear that meshes with each rack gear of the two paper guides, and the paper feeding direction is relative to the loading direction. In the orthogonal paper supply device,
The rear paper guide has an upstream width guide plate positioned on the upstream side in the paper feeding direction with respect to a gear receiving position at which the rack gear and the pinion gear of the rear paper guide mesh with each other. The area is substantially equal to the area of the downstream side width guide plate located on the downstream side that receives the sheet, and the distance between the upstream end of the upstream side width guide plate and the gear meshing position. And a distance between a downstream end portion of the downstream width guide plate and the gear meshing position is substantially equal.

A sheet replenishing device to be mounted on a front loading type image forming apparatus for setting a sheet by a loading / unloading operation on the front side of the apparatus, which has a rack gear extending along a loading direction and a width guide plate for regulating the sheet, Has a front paper guide and a rear paper guide arranged so as to face each other, and a pinion gear that meshes with each rack gear of the two paper guides, and the paper feeding direction is relative to the loading direction. In the orthogonal paper supply device,
With respect to the paper guide on the back side, with the position where the rack gear and the pinion gear of the paper guide on the back side mesh as a fulcrum, the rotational moment on the upstream side and the downstream side in the paper feeding direction of the gear meshing position are substantially equal. Wherein the width guide plate is disposed.

The distance between the upstream end of the width guide plate of the paper guide on the back side and the gear meshing position where the rack gear of the paper guide on the back side and the pinion gear mesh with each other is the width guide plate of the paper guide on the front side. The sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein a distance between the upstream end of the sheet guide and a gear meshing position where the rack gear of the sheet guide on the front side and the pinion gear mesh with each other is shorter. Replenishing device.

The sheet supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the sheet guides on the front side and the sheet guide on the rear side is integrally provided with a sheet separating claw.

The sheet supply device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a deformation preventing unit for preventing deformation of the sheet guide on the back side.

The sheet supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein a reinforcing plate is provided on one of an upper surface and a lower surface of the pinion gear.