JP2005154154A - シート供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カセットトレイの引き出し、挿入に連動し、スムーズな動きによってボトムプレートの上下動を可能とすると共に、カセットトレイを引き出した際にボトムプレートが下降位置に自動的にロックされ、更に、カセットトレイの形状の省スペース化を図る。
【解決手段】
カセットトレイのシート供給方向側の縦壁に対向して先端部が接近配置されるボトムプレート２と、カセットトレイが装置本体等から所定量だけ引き抜かれた状態にてボトムプレート２をラッチするラッチ部材３と、カセットトレイのシート供給方向に直交する方向の最大幅寸法内に収まるようにカセットトレイの幅方向側外壁から突出する突出部６を有し、装置本体等からカセットトレイを引き抜く動作に連動して前記突出部６を移動させ、ボトムプレート２がラッチ部材３にラッチされるまで押し下げられる押し下げ機構とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、特に画像が形成されるシートを供給するシート供給装置の改良に関する。

一般に、プリンタや複写機、ファクシミリなどの画像形成装置にあっては、電子写真方式等を用いた画像形成部にて画像を形成するために、紙やＯＨＰシートなどの被記録材であるシート(用紙)を、このシートを積載した給紙トレイから画像形成部へと供給するシート供給装置が設けられている。これらのシート供給装置では、画像形成装置を使用するユーザーによって異なる種類の用紙サイズを使用したり、同一サイズであっても連続的に多数のシートに画像形成を行う要求等、ユーザー毎に必要とされるシート供給装置のシステム構成が異なってくることから、装置本体に標準として設けられるカセットトレイと、オプションとして任意に取り付け可能な給紙カセットとを準備した画像形成装置が存在している。

この装置本体に装着可能なカセットトレイや、オプション装置である給紙カセットに装着可能なカセットトレイでは、このカセットトレイに積載されたシートをその積載上面から安定して搬送するために、シートが積載されたボトムプレート(底板)を弾性部材等により上昇させ、シートの上面から供給するフィードロールに対して略一定圧にて接触させる、ボトムプレート押し上げ方式のカセット給紙構造が一般的に採用されている。このボトムプレート押し上げ方式では、カセットトレイを挿入したときには、ボトムプレートが積載シートの量に応じて自由に上昇できるようにし、一方で、カセットトレイを引き出す際やカセットトレイを挿入する際には、シート搬送部材との干渉等を防ぐ意味で、ボトムプレートを下降させることが望ましい。また、カセットトレイを引き出してユーザーによりシートを供給する際には、弾性部材等の影響を受けることなくシートを供給するために、ボトムプレートを下げた状態に維持することが必要となる。

このようなボトムプレート押し上げ方式の問題点を解決するために、例えば、ストッパー構造と係止解除機構を配設し、ユーザーが手でボトムプレートを押し下げた状態でストッパー構造により係止させ、シートが集積されてカセットトレイが挿入されたときに、この係止解除機構によりストッパー構造の係止を解除してボトムプレートの上昇を可能にする技術が、例えば特許文献１等に開示されている。これによれば、シートをカセットトレイに挿入する際には押し上げアームが作動状態になくボトムプレートは下降位置にあり、シートを挿入する作業を容易に行なうことが可能となる。

特開平４−３３３４３４号公報（実施例，図１，図３）

しかしながら、特許文献１では、押し上げアームに連動したバーがシート積載領域から大きく突出し、この押し上げアームとバーとが、共にカセットトレイに内包されていることから、カセットトレイ全体の形状(スペース)が大きくなる問題点があった。

また更に、ユーザーによる押し下げ作業によってボトムプレートを下降位置にロックさせる技術では、押し下げ作業をユーザーに強要することとなり、必ずしも正確なシート積載作業が行なわれるとは限らない。そのため、シート積載時にシートに対して紙折れや乱れ等のダメージが発生し易く、給紙不良や紙詰まり(ジャム)の発生原因となっていた。

本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、カセットトレイの引き出しに連動し、ボトムプレートの下動を可能とすると共に、カセットトレイを引き出した際にボトムプレートが下降位置に自動的にロックされ、更に、カセットトレイ全体の形状（スペース）を省スペースとした簡易なシート供給装置を提供するものである。

本発明の基本的構成は、図１に示すように、シートを積載し、装置本体または給紙カセットに装着可能なカセットトレイを有するシート供給装置であって、前記カセットトレイに設けられ、当該カセットトレイに積載されたシートを弾性部材の弾性力により上昇方向に持ち上げるボトムプレート２と、前記カセットトレイに設けられ、当該カセットトレイが前記装置本体または給紙カセットから所定量だけ引き抜かれた状態にて前記弾性部材の弾性力に抗して所定のラッチ位置まで押し下げられたボトムプレート２をラッチするラッチ部材３と、前記装置本体または給紙カセットから前記カセットトレイを引き抜く動作に連動して前記ボトムプレート２が前記ラッチ部材３にラッチされるまで押し下げられる押し下げ機構とを備えたことを特徴とする。
尚、図１（ａ）〜（ｃ）はカセットトレイの引き抜き動作過程における状態変化を示す。

このような技術的手段において、カセットトレイが所定量だけ引き抜かれた状態とは、カセットトレイを一定距離だけ引き抜いた際に、その引き抜き動作に連動してボトムプレート２が押し下げられてラッチ部材３のラッチ位置まで移動した状態であり、カセットトレイを装置本体または給紙カセットから引き出した状態又は引き抜いた状態にてボトムプレート２が所定のラッチ位置まで押し下げられていることが好ましい。
また、カセットトレイにはボトムプレート２を上昇させる弾性部材が更に設けられ、ボトムプレート２の一端は弾性部材により持ち上げられるように構成される。
この弾性部材は、シートの供給方向の先端(下流側)をシート供給部材であるフィードロール等に押し当てるためにボトムプレート２を押し上げることが好ましいが、特許文献１記載のごとく、シートの供給方向の後端(上流側)をも押し上げる構造を有していても構わない。また、ラッチ部材３をカセットトレイのシート供給方向に直交する方向の両端部に設ければ、カセットトレイの挿入/引き抜き動作に対してボトムプレート２の上下動を円滑に行うことが可能となる。

特に、本発明においては、ボトムプレート２は、前記カセットトレイに設けられ、当該カセットトレイのシート供給方向側の縦壁に対向して先端部が接近配置されると共に当該カセットトレイに積載されたシートを弾性部材の弾性力により上昇方向に持ち上げるものである。
また、ラッチ部材３は、前記カセットトレイに設けられ、当該カセットトレイが前記装置本体または給紙カセットから所定量だけ引き抜かれた状態にて前記弾性部材の弾性力に抗して所定のラッチ位置まで押し下げられたボトムプレート２をラッチするものである。
更に、押し下げ機構は、前記カセットトレイのシート供給方向に直交する方向の最大幅寸法内に収まるようにカセットトレイの幅方向側外壁から突出する突出部６を有し、前記装置本体または給紙カセットから前記カセットトレイを引き抜く動作に連動して前記突出部６を移動させ、前記ボトムプレート２が前記ラッチ部材３にラッチされるまで押し下げられるものである（例えば〔００３４〕，図３参照）。
この態様においては、前記装置本体または給紙カセットは、前記カセットトレイが装着される内壁面を有し、前記内壁面は当該カセットトレイを引き出す際に前記突出部６をガイドする第１のガイド面と当該カセットトレイを挿入する際に前記突出部６をガイドする第２のガイド面とを有することが好ましい（例えば［００３７］参照）。
更にまた、ボトムプレート２の押し下げ機構としては、前記装置本体または給紙カセットの前記内壁面には、弾性力が与えられ支点を中心として回動可能に構成される弾性ガイド部が設けられ、前記カセットトレイが前記装置本体または給紙カセットに装着される際、前記カセットトレイは前記弾性ガイド部の弾性力を押しのけて進み、当該カセットトレイの外壁部に設けられた凹部に前記弾性ガイド部が達することで当該カセットトレイを前記装置本体または給紙カセットに固定する固定機構を有することが好ましい（例えば［００４２］参照）。
このような固定機構を設ければ、シートの搬送途中でカセットトレイが引き抜き方向にずれるトラブルを防止することができる。

図１に示す発明モデルは、押し下げ機構としてラッチ部材３を利用した態様のものであり、以下この発明モデルを用いて本発明の一例を説明する。
図１において、ボトムプレート２の押し下げ機構は、ラッチ部材３がカセットトレイのシート供給方向に直交する方向の両端部に設けられ、それぞれ一端を支点５として回動可能に構成されると共に、カセットトレイの外壁から突出する突出部６を備え、この突出部６が装置本体または給紙カセットに設けられたガイド構造（図１中二点鎖線で示す）と接触して回動することでボトムプレート２を押し下げるようにしたものである。

更に、突出部６と同軸にて、カセットトレイの内側に、実際にボトムプレート２を押圧する押圧部８を設ければ、ボトムプレート２の押圧がカセットトレイの引き抜きに連動してスムーズに行なうことができる点で好ましい。また、ラッチ部材３における突出部６および押圧部８が支点５を中心として回動する構造を採用すれば、ボトムプレート２の狭い範囲の上下動を、ラッチ部材３の回動する径を用いた長い距離での変位に変換することが可能となり、ボトムプレート２の上下動を更に円滑に行なうことができる点で好ましい。

また更に、図１に示すように、弾性部材による弾性力９の働く方向に対し、ラッチ位置と支点５を結ぶ方向が一致するか又は回動方向よりも一定角度を有した位置にラッチ位置が存在するように構成すれば、カセットトレイを装置本体または給紙カセットから引き出した状態又は引き抜いた状態にて、ボトムプレート２を押圧して下げた状態を維持し、他の特別な機構部を用いずにラッチすることが可能となる。

ここで、装置本体または前記給紙カセットに設けられるガイド構造は、ラッチ部材３によるラッチの設定および解除を行なう係止部材を備えたことを特徴とすれば、ラッチ部材３をラッチ位置へ確実に設定することが可能となり、また、ラッチの解除も確実に行うことができる。この係止部材は、必ずしも１箇所に設けられるものではなく、挿入と引き出しの動作に応じて異なった位置に設けられても構わない。
この装置本体または前記給紙カセットに設けられるガイド構造を、装置本体または給紙カセットの内壁部と一体に設けるように構成すれば、カセットトレイの円滑な引き出し/挿入動作が実施できる点から好ましい。

また、ラッチ部材３は、シートの積載量に対するボトムプレート２の上昇量に基づいて回動するように構成され、このラッチ部材３の回動に基づいてシートの残量を検出するシート残量検出手段とを更に具備することを特徴とすれば、少ない構造部品を用いて確実な検出が可能となる点で優れている。このシート残量検出手段による検出は、シートの残量が一定量以下の場合に検出されるように構成してもよい。

更に、ラッチ部材３は、シートの積載量に対するボトムプレート２の上昇量に基づいて回動するように構成され、このラッチ部材３の回動に基づいてシートの残量を表示する残量表示手段とを更に具備するように構成すれば、ラッチ構造と残量表示との機能を一体化することが可能となり、コストダウンに優れた装置を提供できる点から好ましい。

また更に、この残量表示手段は、ラッチ部材３に接触して変位するレバー構造部を備え、このレバー構造部の変位を装置本体または給紙カセットの外壁部にて表示することを特徴とすれば、高価な電気部品を特別に設けることなく、ユーザーに対して残量表示を行なうことが可能となる。また、ボトムプレート２の動作する変位量に対してラッチ部材３の回動する変位量が大きいことから、より正確な残量の検出ができる点で優れている。尚、この外壁部は、ユーザーが見える範囲の位置であれば前記した機能を達成できる。

次に、上述した技術的手段の作用について説明する。
カセットトレイが装置本体または給紙カセットに挿入された状態では、ラッチ部材３は支点５を中心として自由に回転できる状態にあり、ボトムプレート２は、弾性部材により上部に位置するフィードロールに突き当てられて上昇する。そのとき、ボトムプレート２の上昇位置は、積載されたシートの量により決定される。
図１に示す、引き抜き方向にカセットトレイが引き抜かれると、カセットトレイを保持している装置本体または給紙カセットに設けられたガイド構造に沿った状態で、そのガイド構造と当接する突出部６の動きによりラッチ部材３は支点５を中心としてラッチ位置方向に向けて回動する。その後、カセットトレイが一定量引き抜かれると、ガイド構造が有する係止部材により突出部６はラッチ位置まで押し込まれ、突出部６と同軸にある押圧部８がボトムプレート２を押下した状態にてラッチされる。

一方、カセットトレイが装置本体または給紙カセットに挿入される場合には、装置本体または給紙カセットに設けられたガイド構造が有する係止部材に対して、ラッチ部材３の突出部６が当接し、ラッチ位置から外れた状態となる。その後、弾性部材の弾性力９によりボトムプレート２が上昇を開始し、積載されたシートの量に応じた位置まで上昇する。一方、ラッチ部材３は、ボトムプレート２の上昇に伴って図１の反時計方向へと回動する。

シート供給途中では、シートの積載量が減少するにつれてボトムプレート２が上昇する。このボトムプレート２の上昇に伴い、ラッチ部材３の押圧部８が上に押され、ラッチ部材３は支点５を中心として、図１の反時計方向に回動する。このラッチ部材３の回動をシート残量検出手段が検出し、一定量以上回動した場合にはシート無し(シート減少)を出力する。また、このラッチ部材３の回動をレバー構造部により伝達し、装置本体または給紙カセットの外壁部(ユーザーの見える位置)にてシートの残量表示として出力する。

本発明によれば、カセットトレイの引き出しに連動し、ボトムプレートの下動が可能となり、更にカセットトレイを引き出した際にボトムプレートを下降位置に自動的にラッチすることができる。
特に、本発明においては、ボトムプレート、ラッチ部材及び押し下げ機構（特に突出部）の構成を工夫するようにしたので、カセットトレイ全体の形状（スペース）を省スペース化することができる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図２は、本実施の形態におけるプリンタとしての画像形成装置を示している。
画像形成装置２１は、シート(用紙)Ｐ上に画像を形成する装置本体２２と、オプション装置として取り付けられる給紙カセット(ペーパーフィーダー)５１、５２およびハイキャパシティースタッカ(ＨＣＳ)７１とを備えている。

この装置本体２２において、符号２５はトナーカートリッジユニットであり、トナーを含む現像剤を収容すると共に、静電潜像を形成する像担持体としての感光体ドラム２６、トナーカートリッジユニット２５内に存在するトナーを静電方式を用いて感光体ドラム２６に付着させるマグロール２７の他、図示しない帯電装置やクリーナー等の画像形成部を備え、装置本体２２に装脱着可能に構成されている。また、２９はレーザ走査装置などの画像書込装置(ＲＯＳ)であり、本実施の形態では、トナーカートリッジユニット２５に設けられた露光経路２８を経て帯電された感光体ドラム２６を露光するように構成されている。このＲＯＳ２９は、図示しないパーソナルコンピュータ(ＰＣ)等のホスト装置から入力された画像出力指示に従って、図示しない画像処理部(ＩＰＳ)からのデジタル画像信号に基づいて感光体ドラム２６上に静電潜像を形成するように構成される。また、符号３０は転写ロールであり、感光体ドラム２６に対向して配設され、感光体ドラム２６上に形成されたトナー像を搬送されるシートＰに対して転写している。また、３１は定着装置であり、シートＰ上に形成された未定着トナー像を、例えば加熱圧着等により定着させる機能を有する。
また、装置本体２２には、図示しない制御部を備えており、画像形成時における各種制御の他、後述するシートＰの供給、搬送や、オプション装置の制御等を実施している。

また、装置本体２２において、符号３３はマルチシートインサータであり、任意のサイズからなるシートＰを積載した状態にて装脱着自在に構成されており、シート搬送方向に対して長いサイズのシートＰに対しては、ペーパートレイ３４を開いてシートＰの搬送を補助するように構成されている。また、このマルチシートインサータ３３に積載されたシートＰは、半月形状からなるフィードロール３５の回転により感光体ドラム２６等からなる画像形成部へと搬送される。更に、符号３６は装置本体２２に標準機能として設けられたカセットトレイであり、このカセットトレイ３６には、支点６４を回動中心としてスプリング６５によりシートＰを上昇させるボトムプレート６３が備えられ、このボトムプレート６３に積載されたシートＰは、半月形状からなるフィードロール３７に押し当てられ、フィードロール３７の回転によって供給される。尚、フィードロール３７に対向する位置にリタードロール３８が備えられており、図示しないトルクリミッタをその回転軸に備え、ある一定以下のトルク状態では回転しないことにより、シートＰを１枚毎に捌いて供給できるように構成されている。このカセットトレイ３６から供給されたシートＰは、搬送ロール３９により画像形成部へ向けて搬送される。

このマルチシートインサータ３３から供給されたシートＰや、カセットトレイ３６から供給され搬送ロール３９を経由したシートＰは、レジストロール４０により画像形成部とのタイミングが取られ、感光体ドラム２６と転写ロール３０とのニップ部へと搬送される。その後、定着装置３１にて第１のシート面に画像が定着されたシートＰは、ゲート４３を経由して、排紙ロール４１により装置本体２２の上面に形成された排紙トレイ４２上に、片面印字の場合は画像形成されたその第１のシート面を下向きにした状態にて排出される。
一方、両面印字の場合には、一旦、排紙トレイ４２側に送られたシートＰは、後端部近傍が排紙ロール４１に保持される位置に達すると排紙ロール４１の逆転により反転させられ、今まで後端であった端部を先端部として自動両面搬送路４４に送られる。この自動両面搬送路４４において、シートＰは搬送ロール４５により搬送され、再度、レジストロール４０を経て第２のシート面に対して印字がなされる。

ここで、本実施の形態における画像形成装置２１は、装置本体２２に対してオプション装置としての給紙カセット５１、５２を増設可能に構成されており、更にユーザーの要求に応じて、必要段数の給紙カセットを増設することを可能としている。また、装置本体２２には、給紙カセット５１、５２が連結された場合に、その上流側からのシートＰを搬送するための搬送路４７が設けられており、また、装置本体２２の底面部近傍には、上流側から供給されたシートＰを搬送するための搬送ロール４８が配設されている。この搬送ロール４８は、例えば封筒の短手サイズであるようなシートＰが上流側の給紙カセットから供給された場合、搬送ロール３９までの間においてシートＰの搬送を補助するために設けられたものである。その為、本実施の形態では、この搬送ロール４８は、上流側にシート供給部が存在しない場合には駆動する必要がなく、装置本体２２が有する駆動源からは駆動力を受けてはおらず、オプション装置が接続されない状態では回転駆動することはない。
この給紙カセット５１、５２には、その外壁部の上面にピン５３が設けられ、連結される側に設けられた穴に対してこのピン５３を挿入することにより、連結時の位置決めがなされる。また、各給紙カセット５１、５２の外壁面の上面にはコネクタ５４が配設され、連結される側に設けられたコネクタに接続されて、制御部からの各種信号や駆動源を動かすための電源供給を装置本体２２から受けることができるように構成されている。

更に、各給紙カセット５１、５２には、出し入れ自在のカセットトレイ５５がそれぞれ設けられ、各カセットトレイ５５には、標準装備されたカセットトレイ３６と同様に、支点６４を回動中心としてスプリング６５によりシートＰを上昇させるボトムプレート６３が備えられている。また、各給紙カセット５１、５２には、ボトムプレート６３に積載されたシートＰを供給する半月状のフィードロール５７とトルクリミッタを回転軸に持つリタードロール５８が設けられ、更に、供給されたシートＰを下流部へ搬送するための搬送ロール５９を備えている。

また、本実施の形態では、各給紙カセット５１、５２から更に上流に配設された給紙カセットからのシートＰを搬送するための搬送路６０が設けられ、給紙カセットの底面部近傍には、上流側から供給されたシートＰを搬送するための搬送ロール６１、６２が配設されている。この搬送ロール６１、６２は、上流側から供給されたシートＰを搬送ロール５９に受け渡すまでにシートＰの搬送を補助するために設けられたもので、上流側にオプションのシート供給装置を配設した場合に、そのシート供給装置の有する駆動源を用いて駆動するように構成されている。このように構成されることにより、各給紙カセット５１、５２にそれぞれ設けられた駆動源は、自らの給紙カセットから供給すべきシートＰを搬送するために必要最低限の駆動力を確保すれば足りる。

このようなオプション装置としての給紙カセットにおいて、第１段目オプションの給紙カセット５１におけるボトムプレート６３に積載されたシートＰは、スプリング６５によりフィードロール５７に押圧され、フィードロール５７の回転により供給されて搬送ロール５９により下流側に搬送される。そのとき、給紙カセット５１の駆動源からの駆動力が、装置本体２２に配設されている搬送ロール４８に伝達され、搬送ロール４８が回動し、供給されたシートＰは更に下流の搬送ロール３９、レジストロール４０を経て画像形成部へと搬送される。
同様に、第２段目オプションの給紙カセット５２からシートＰが供給される場合、供給されたシートＰは、搬送ロール５９により下流側に搬送される。このとき、給紙カセット５２が有する駆動源からの駆動力が、第１段目オプションの給紙カセット５１に配設されている搬送ロール６１に伝達され、シートＰはこの搬送ロール６１により更に下流部に向けて搬送される。このシートＰは、連結中継の機能を有する第１段目オプションの給紙カセット５１に設けられたスリット状の搬送路６０を経て、給紙カセット５１の駆動源から駆動される搬送ロール５９および搬送ロール４８を経て、更に装置本体２２の画像形成部へと搬送される。
また、更に複数のオプション給紙カセットが増設される場合でも、同様な構成により、シートＰが順次、搬送される。

また更に、本実施の形態では、オプション装置として後処理装置であるハイキャパシティースタッカ(ＨＣＳ)７１が装置本体２２に接続可能に構成されている。このＨＣＳ７１は、搬送ロール７３を有する搬送路７２を形成すると共に、排出ロール７４により排出トレイ７５にシートＰを排出できるように構成されている。この排出ロール７４は一定部数毎に左右にずらすことが可能であり、例えばホスト装置からのジョブ情報によりシートＰを複数部ずらせて排出トレイ７５に積載させ、オフセット出力が可能となるように構成されている。また、排出トレイ７５は、大量約５００枚のシートを積載できるように設計されている。
ここで、装置本体２２は、ＨＣＳ７１の搬送路７２にシートＰを送り込むに際し、制御部による制御信号に基づいてゲート４３を切り換えて搬送路７２の方向に搬送路を形成すると共に、搬送ロール４９を回転させる。画像が形成されたシートＰは、このゲート４３を経由して搬送ロール４９によって下流へと搬送され、排出ロール７４によりオフセット制御された状態にて排出トレイ７５に積載される。

図３は、装置本体２２に装着されるカセットトレイ３６、及び給紙カセット５１、５２に装着されるカセットトレイ５５を示す斜視図である。カセットトレイ３６、５５には、スプリング６５により上昇方向に弾性力を受けるボトムプレート６３が設けられ、カセットトレイ３６、５５の内壁側面に設けられた支点６４を回動中心として回動するように構成されている。このボトムプレート６３の両側面には、ラッチ部材１０１が上面から当接し、後述するシート有無検出やシート残量検知を実施すると共に、装置本体２２または給紙カセット５１、５２からトレイ引き抜き方向への引き抜き動作に連動してラッチ部材１０１が回動してボトムプレート６３を押圧するように構成されている。

また、カセットトレイ３６、５５には、シートＰを両側から位置決めするサイドガイド１０２、シート供給方向の後端側からシートＰを押し付けるエンドガイド１０３を備え、このエンドガイド１０３は、シートＰを積載時にユーザーにより可動されてシートＰの後端部を押圧するように構成される。このサイドガイド１０２及びエンドガイド１０３の移動位置はサイズ検知機構１０６により検出され、積載されたシートＰのシートサイズが出力される。また、外壁部１０５には、カセットトレイ３６、５５を装置本体２２または給紙カセット５１、５２に装着した際に、カセットトレイ３６、５５を固定するためのボス１０７が設けられ、更に、カセットトレイ３６、５５を装着する際にガイドするための張り出し部１０８を有している。

図４は、図３に示したカセットトレイ３６、５５において、ラッチ部材１０１の取り付け構造を説明するための斜視図である。ラッチ部材１０１は、回動中心となる軸穴１１０と、カセットトレイ３６、５５の外壁から突出する突出部１１１と、カセットトレイ３６、５５の内壁から突出してボトムプレート６３を押圧する押圧部１１２を備え、カセットトレイ３６、５５の両側面に設けられている。この突出部１１１が、装置本体２２または給紙カセット５１、５２に設けられた後述するトレイガイド部９０と接触し、ラッチ部材１０１を回動することにより、ボトムプレート６３の押し下げ、ラッチ(押し下げ維持)を可能としている。

このラッチ部材１０１は、カセットトレイ３６、５５の両側面に設けられた軸支持部１１６に軸穴１１０を位置決めし、回動穴１１７に押圧部１１２を貫通させる。また、ラッチ部材１０１は、カバー１１３に設けられた回動穴１１５に突出部１１１を貫通させ、穴１１４から挿入された図示しない軸により、軸支持部１１６を用いて軸穴１１０を軸支持し、カバー１１３によりカセットトレイ３６、５５に取り付けられる。この回動穴１１５、１１７は、一定の方向に対してラッチ部材１０１の回動を妨げることがないように構成されており、この結果、ラッチ部材１０１は、ボトムプレート６３が取り付けられていない状態では、一定の方向に自由に回動することができる。

図５は、本実施の形態における給紙カセット５１、５２を説明するための斜視図であり、カセットトレイ５５を引き抜いた状態を示している。同図において、給紙カセット５１、５２の上面外壁部８０から突出して複数のピン５３が設けられ、装置本体２２や他のオプション給紙カセットと位置決めし、搬送路６０を下流側の搬送路と接続して円滑なシートＰの搬送を可能としている。また、上面外壁部８０から突出してコネクタ５４が設けられ、重ねるだけで電気的接続が可能となるように構成されている。更に、本実施の形態では、この上面外壁部８０に対してギア８１が大きく突出している。このギア８１は、給紙カセット５１、５２に内装されている駆動源と連結されており、図２にて説明した装置本体２２の搬送ロール４８や第１段目オプションの給紙カセット５１の搬送ロール６１におけるギアと連結して、搬送ロール４８、６１に対して駆動力を伝達している。また、給紙カセットの内壁面８５は、カセットトレイ３６、５５の引き出し/挿入をガイドするように、ほぼ左右対称な形状にて構成されている。

図６は、給紙カセット５１、５２の内壁面８５に形成されるトレイガイド構造を示しており、反対側の内壁面にもほぼ左右対象な内壁面８５を備えている。本実施の形態では、この内壁面８５におけるトレイガイド構造の略同一の構造を、装置本体２２におけるカセットトレイ３６の引き出し/挿入におけるガイド部として採用している。
本実施の形態において、内壁面８５は、トレイガイド部９０を有しており、このトレイガイド部９０は、主にカセットトレイ３６、５５を引き出す際にラッチ部材１０１の突出部１１１をガイドする第１のガイド面９１と、主にカセットトレイ３６、５５を挿入する際にガイドする第２のガイド面９５とを備えており、その途中には、バネ９４による弾性力が与えられた状態で支点９３を中心として可動に構成された弾性ガイド部９２を備えている。また、カセットトレイ３６、５５を挿入した際に、図３に示したサイズ検知機構１０６に連結してシートのサイズを検知するサイズ検知機構８８と、図３に示したカセットトレイ３６、５５の張り出し部１０８と接触して上下方向のガイドをする上下ガイド部９７を有している。この上下ガイド部９７には段差９８が設けられ、ボトムプレート６３が押し下げられたラッチ状態を、ラッチ部材１０１の突出部１１１を回動方向に押すことで解除できるように構成されている。また、符号１２０は、後述するシートの残量を検出するためのレバーである。

図７は、カセットトレイ３６、５５の引き抜き動作に連動してボトムプレート６３が押圧される状態を説明するための説明図である。図７において、実線はカセットトレイ３６、５５の構造物を、二点鎖線は装置本体２２の内壁面８５または給紙カセット５１、５２の内壁面８５に設けられたトレイガイド部９０の各構造物を示している。図７(ａ)は、カセットトレイ３６、５５を引き抜く前の装着状態を示しており、この図７(ａ)の状態では、ボトムプレート６３には押し下げ力が働いておらず、スプリング６５から受ける弾性力により上昇した状態にある。

図に示すトレイ引き抜き方向へ、カセットトレイ３６、５５の引き抜きが開始されると、図７(ｂ)に示すように、ラッチ部材１０１における突出部１１１が第１のガイド面９１にガイドされ、ラッチ部材１０１は軸穴１１０を中心として回動する。この回動により、ラッチ部材１０１における押圧部１１２がボトムプレート６３を押圧し、ボトムプレート６３は、支点６４を回動中心にして、トレイの引き抜き動作に連動して少しずつ押し下げられる。

更に引き抜き動作が行なわれると、図７(ｃ)に示すように、ラッチ部材１０１における突出部１１１は、弾性ガイド部９２の突起に当接した後、弾性ガイド部９２に乗り上げる。この弾性ガイド部９２は前述のように支点９３を中心としてバネ９４による弾性力が与えられていることから、当接した突出部１１１は、そのバネ９４の弾性力を超えて弾性ガイド部９２に乗り上げた状態となる。この当接してから弾性力を乗り越える動作により、ラッチ部材１０１は強く押されて回動する。即ち、スプリング６５からの弾性力が働く方向に対し、軸穴１１０と押圧部１１２との中心を結ぶ線とが一致するか、又は一致を超えて更に図７の時計方向に所定の角度を有するまでラッチ部材１０１が回動する。かかる状態にラッチ部材１０１が達すると、逆回転方向(図７では反時計方向)への特別な回動力が加わらない限り、ラッチ部材１０１とスプリング６５の弾性力によりボトムプレート６３は押し下げられた状態を維持する。その為、このままカセットトレイ３６、５５が引き抜かれた状態においても、ボトムプレート６３が押し下げられたラッチ状態を構成することが可能となる。

このように、本実施の形態によれば、ボトムプレート６３の押し下げ機能と係止機能(ラッチ機能)をラッチ部材１０１等により共通化することが可能となり、コストの低減が図れ、更に、省スペース化を図ることができる。また更に、ボトムプレート６３の押圧を、別部材であるラッチ部材１０１により行ない、更にラッチ部材１０１の突出部１１１および押圧部１１２の回動する径を用いて押圧する構成を採用したことから、押圧動作がスムーズに行なわれ、カセットトレイ３６、５５の引き抜き動作を円滑に行うことが可能となる。

図８は、カセットトレイ３６、５５の外壁部１０５に設けられたボス１０７によって、カセットトレイ３６、５５を固定する固定機構について説明したものである。挿入方向から挿入されたカセットトレイ３６、５５は、ボス１０７が装置本体２２または給紙カセット５１、５２の内壁面８５に形成される弾性ガイド部９２に当接し、その弾性ガイド部９２のバネ９４による弾性力を押しのけて進み、ボス１０７の凹部１１９に達すると弾性ガイド部９２のバネ９４が若干伸びた状態となる。この状態(図８に示す状態)が、カセットトレイ３６、５５の装着を完了した状態となるように構成されている。この弾性ガイド部９２が若干、伸びる作用により「カチッ」といった装着感が得られると共に、未だ弾性ガイド部９２がボス１０７を押圧した状態にあるために、カセットトレイ３６、５５は固定される。更に、ボス１０７の凹部１１９により、カセットトレイ３６、５５を引き抜く方向(挿入方向の逆)に若干の抵抗が生じ、カセットトレイ３６、５５の固定能力を高めることができる。このような固定機構を設けることにより、シートＰの搬送途中でカセットトレイ３６、５５が引き抜き方向にずれるトラブルを防ぐことができる。また、本実施の形態では、ラッチ部材１０１を押し込むための弾性ガイド部９２を共用化してカセットトレイ３６、５５の固定をすることができるため、カセットトレイ３６、５５を固定するための新たな機構部を追加することなく、安価な装置を提供することが可能となる。

図９は、シートの残量を検出する機構について説明するものである。
同図において、レバー１２０は、装置本体２２または給紙カセット５１、５２に設けられ、軸１２１を中心として回動するように構成され、軸１２１に設けられたコイルバネ１２３によってラッチ部材１０１の突出部１１１に常に当接するように構成されている。また、このレバー１２０は面１２２を備えており、この面１２２の可動位置が検出できる位置にフォトセンサ１２５が設けられている。カセットトレイ３６、５５にシートＰの量が十分に存在する場合には、レバー１２０の面１２２は、図９に示す実線位置にあり、フォトセンサ１２５を切る位置には存在していない。その後、シートＰが順次供給され、シートＰの積載量が減少することに伴い、ボトムプレート６３が支点６４を中心として点線位置から一点鎖線位置へと上昇する。この上昇に伴い、ボトムプレート６３はラッチ部材１０１の押圧部１１２を押し上げ、同軸の突出部１１１を上昇させると共に、これに当接しているレバー１２０が、図９に二点鎖線で示す時計回りに回動し、面１２２がフォトセンサ１２５を切る位置まで達する。フォトセンサ１２５は、この状態を装置本体２２の制御部に出力することで、シートＰの残量検出をすることができる。
このように、本実施の形態では、シートの残量によってボトムプレート６３の角度が変位し、それに伴うラッチ部材１０１の変位を検出してシート残量を検出することができるので、前述のボトムプレート押し上げ機構に用いたラッチ部材１０１をシート残量検知にも用いることができ、共用化による部品点数の縮小と、装置全体のコストダウンを図ることが可能となる。

図１０は、本実施の形態におけるシート残量の表示機構を説明するための説明図である。図９にて説明したシート残量の検出機構は、フォトセンサ１２５を用いて検出結果を、シートＰの有無を、言わばデジタル的(１か０かの情報)に検出するものであるが、図１０に示すシート残量の表示機構は、シートＰの残量を、アナログ的(連続情報)としてユーザーに対して出力するものである。本実施の形態では、装置本体２２または給紙カセット５１、５２におけるカセットトレイ３６、５５を支持する側面の一方に図９のシート残量検出機構を設け、他方に図１０に示すシート残量の表示機構を設けている。

図１０において、実線（但し、ボトムプレート６３は点線で示す）は、ボトムプレート６３にシートＰが大量に存在する状態を示し、二点鎖線（但し、ボトムプレート６３は一点鎖線で示す）はシートＰが少なくなった状態を示している。第１レバー１３０は、支点１３１を中心として回動すると共に、その一端は、カセットトレイ３６、５５に設けられ軸穴１１０を中心として回動するラッチ部材１０１の突出部１１１に当接するように構成されている。この第１レバー１３０の他端は連結部１３２を介して第２レバー１３４の一端に連結されている。この第２レバー１３４は移動支点１３３を有し、その他端は連結部１３５を介して第３レバー１３６の一端に連結されている。この第３レバー１３６は支点１３７を中心として回動するように構成されると共に、その他端には残量表示突起１３８を具備している。この残量表示突起１３８は、装置本体２２または給紙カセット５１、５２の外壁部から見える位置に備えられるように構成されている。

図１０に示す、シートＰが大量に存在する場合には、ボトムプレート６３が下がった状態（点線で示す状態）にあり、連結された第３レバー１３６における残量表示突起１３８が上方に存在する(実線参照)。一方、シートＰの残量が少なくなった場合には、ボトムプレート６３の先端部が一点鎖線位置へと上昇し、ラッチ部材１０１の押圧部１１２が押し上げられ、押圧部１１２と同軸の突出部１１１も軸穴１１０を中心として図の時計方向に回動する。この突出部１１１の回動に伴い、当接した第１レバー１３０が支点１３１を中心軸として反時計方向に回動し、図に示す二点鎖線の状態となる。この第１レバー１３０の変位が第２レバー１３４を介して第３レバー１３６に伝達され、第３レバー１３６の残量表示突起１３８が下方へ移動する(二点鎖線参照)。この残量表示突起１３８の動きを、装置本体２２または給紙カセット５１、５２に設けられた図示しない残量表示パネルの目盛り等と対応させることで、ユーザーに対してシートＰの残量を適切に表示することが可能となる。

このように、本実施の形態では、ボトムプレート６３の上昇量を、上昇する側と反対側の装置本体２２または給紙カセット５１、５２の面において表示することが可能となり、例えば、装置本体２２または給紙カセット５１、５２の前面からカセットトレイ３６、５５を挿入し、一方でシートＰの供給を装置の後ろ側から実施する装置の場合であっても、ボトムプレート６３の上昇量を、簡単な機構により表示することができる。特に、大きな用紙サイズからなるシートＰを積載するために長いカセットトレイ３６、５５を装置本体２２または給紙カセット５１、５２に挿入した場合であっても、カセットトレイ３６、５５のサイズに関わらずに、装置本体２２または給紙カセット５１、５２において残量表示をすることが可能となり、カセットトレイ３６、５５が画像形成装置２１の前面から突出するか否かに関わらずに適切な残量表示をすることが可能となる。そのため、ユーザーにとって非常に見易い残量表示を提供することができる。
また、ボトムプレート押し上げ機構に用いたラッチ部材１０１をシート残量表示機構に適用することで、共用化によるコストダウンと装置の小型化が図れると共に、ボトムプレート６３の上昇量に対して円滑に変位するラッチ部材１０１を用いてシート残量表示機構を構成しており、信頼性の高い残量表示機構を構成することが可能となる。

(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は本発明に係るシート供給装置の概要を示し、カセットトレイの引き抜き動作過程における状態変化を示す説明図である。 実施の形態に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。 本実施の形態におけるカセットトレイを説明するための斜視図である。 本実施の形態におけるカセットトレイを説明するための斜視図である。 本実施の形態における給紙カセットを説明するための斜視図である。 本実施の形態における装置本体または給紙カセットの内壁面を説明するための説明図である。 (ａ)、(ｂ)、(ｃ)は、本実施の形態におけるカセットトレイの引き抜き動作を説明するための説明図である。 本実施の形態におけるカセットトレイ挿入時の固定状態を説明するための説明図である。 本実施の形態におけるシートの残量検出の機構を説明するための説明図である。 本実施の形態におけるシート残量の表示機構を説明するための説明図である。

符号の説明

２…ボトムプレート、３…ラッチ部材、５…支点、６…突出部、８…押圧部、９…弾性力、２１…画像形成装置、２２…装置本体、２５…トナーカートリッジユニット、２６…感光体ドラム、３０…転写ロール、３３…マルチシートインサータ、３４…ペーパートレイ、３６…カセットトレイ、４０…レジストロール、５１、５２…給紙カセット、５５…カセットトレイ、６０…搬送路、６３…ボトムプレート、６４…支点、６５…スプリング、８５…内壁面、９０…トレイガイド部、９１…第１のガイド面、９２…弾性ガイド部、９３…支点、９４…バネ、９５…第２のガイド面、９７…上下ガイド部、９８…段差、１０１…ラッチ部材、１０３…エンドガイド、１０５…外壁部、１０６…サイズ検知機構、１０７…ボス、１０８…張り出し部、１１０…軸穴、１１１…突出部、１１２…押圧部、１１５、１１７…回動穴、１１９…凹部、１２０…レバー、１２１…軸、１２２…面、１２３…コイルバネ、１２５…フォトセンサ、１３０…第１レバー、１３４…第２レバー、１３６…第３レバー、１３８…残量表示突起、Ｐ…シート(用紙)

Claims (4)

1. シートを積載し、装置本体または給紙カセットに装着可能なカセットトレイを有するシート供給装置であって、
   前記カセットトレイに設けられ、当該カセットトレイのシート供給方向側の縦壁に対向して先端部が接近配置されると共に当該カセットトレイに積載されたシートを弾性部材の弾性力により上昇方向に持ち上げるボトムプレートと、
   前記カセットトレイに設けられ、当該カセットトレイが前記装置本体または給紙カセットから所定量だけ引き抜かれた状態にて前記弾性部材の弾性力に抗して所定のラッチ位置まで押し下げられたボトムプレートをラッチするラッチ部材と、
   前記カセットトレイのシート供給方向に直交する幅方向の最大幅寸法内に収まるようにカセットトレイの幅方向側外壁から突出する突出部を有し、前記装置本体または給紙カセットから前記カセットトレイを引き抜く動作に連動して前記突出部を移動させ、前記ボトムプレートが前記ラッチ部材にラッチされるまで押し下げられる押し下げ機構とを備えることを特徴とするシート供給装置。
2. 請求項１記載のシート供給装置において、
   前記ラッチ部材は、前記カセットトレイのシート供給方向に直交する方向の両端部に設けられていることを特徴とするシート供給装置。
3. 請求項１記載のシート供給装置において、
   前記装置本体または給紙カセットは、前記カセットトレイが装着される内壁面を有し、前記内壁面は当該カセットトレイを引き出す際に前記突出部をガイドする第１のガイド面と当該カセットトレイを挿入する際に前記突出部をガイドする第２のガイド面とを有することを特徴とするシート供給装置。
4. 請求項１記載のシート供給装置において、
   前記押し下げ機構は、前記装置本体または給紙カセットの内壁面に、弾性力が与えられ支点を中心として回動可能に構成される弾性ガイド部が設けられ、前記カセットトレイが前記装置本体または給紙カセットに装着される際、前記カセットトレイは前記弾性ガイド部の弾性力を押しのけて進み、当該カセットトレイの外壁部に設けられた凹部に前記弾性ガイド部が達することで当該カセットトレイを前記装置本体または給紙カセットに固定する固定機構を有することを特徴とするシート供給装置。

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