JP2006240887A - 用紙サイズ検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各部の設計を容易にする。
【解決手段】用紙収容部２に用紙の送り出し方向にスライド自在にエンドフェンス５を取り付け、エンドフェンス５に係合するカム溝１３を備えてエンドフェンス５のスライド移動に伴い回動するセレクタギヤ７と、このセレクタギヤ７に設けられたギヤ８に噛合するラックギヤ９を備えて直線上をスライド移動する検知板１０とを設け、検地板１０にそのスライド移動方向に沿い配列された複数個の検知部１１の位置に応じて生成される異なる複数パターンの信号によってエンドフェンス５に後端位置を規制される用紙収容部２内の用紙サイズを検出する。そして、各サイズの用紙に対応するエンドフェンス５の位置に応じて移動する検知板１０の移動量を異なる１サイズ毎に均等とする形状にカム溝１３を形成することで、検知部１０の位置パターンの解析を容易にする。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば画像形成装置に用いる用紙トレイ、給紙カセット等にセットされた用紙のサイズを検出する用紙サイズ検出装置に関する。

画像形成装置に用いる用紙トレイ、給紙カセット等にセットされた用紙のサイズを検出する用紙サイズ検出装置の従来の一例としては、例えば、特開平１１−１６５８８１号公報に記載された構造のものがある。

この公報に記載された用紙サイズ検出装置は、用紙トレイに設けられて用紙の後端位置を規制するエンドフェンスのスライド移動に従い回動するセレクタギヤにラックギヤを噛合させ、エンドフェンスとラックギヤとが同期して同一方向に移動するようにし、ラックギヤに一体で設けられた検知板に形成された複数個の検知部の位置パターンに基づいて用紙サイズを検出する、というものである。ここで、特開平１１−１６５８８１号公報には、エンドフェンスのスライド移動に従いセレクタギヤを回動させる構造として、セレクタギヤに形成した所定形状のカム溝にエンドフェンスを係合させる構造が開示されている。つまり、エンドフェンスの移動に伴いカム溝とエンドフェンスとの係合位置が変動し、これにより、セレクタギヤが回動するという構造である。また、同公報には、検知板に形成された複数個の検知部の位置パターンに基づいて用紙サイズを検出する構造として、検知部によって選択的にオンオフされる複数個のマイクロスイッチのオンオフパターンによって用紙サイズを検出する構造が紹介されている。

特開平１１−１６５８８１号公報では、セレクタギヤに形成されたカム溝の形状は、各用紙サイズに応じたエンドフェンスの位置に応じてセレクタギヤの回動移動位置が異なり、これにより、そのセレクタギヤに噛合するラックギヤと一体で設けられた検知板のスライド移動位置を各用紙サイズ毎に異ならせることができるようにする、という観点から決定されている。しかしながら、各用紙サイズ間では、セレクタギヤの回動に伴うラックギヤの移動量、つまり、ラックギヤと一体で設けられた検知板の移動量が一定しないという問題がある。このような問題は、用紙サイズ検出装置の設計時に要求される検知板に形成された検知部の位置パターンの解析や、このような解析結果に基づいて設定されるマイクロスイッチの配置位置の決定等を困難にしている。

本発明の目的は、各部の設計の容易化を図ることである。

請求項１記載の用紙サイズ検出装置の発明は、複数枚の用紙を積層して収容する用紙収容部と、前記用紙収容部に対して用紙の送り出し方向にスライド自在に取り付けられ、積層して収容された用紙の後端位置を規制するエンドフェンスと、前記用紙収容部に前記エンドフェンスのスライド方向と直交する方向に軸支されて回動自在に取り付けられ、その回動軌跡に沿う形状のギヤを備えたセレクタギヤと、前記セレクタギヤに設けられたギヤに噛み合うラックギヤを備え、前記用紙収容部に対して直線上をスライド自在に取り付けられ、そのスライド方向に沿って配列された複数個の検知部を備えた検知板と、前記検知板の検知部の位置に応じて異なる複数パターンの信号を生成し出力する信号生成出力部と、前記セレクタギヤに形成されて前記エンドフェンスの一部が係合し、前記エンドフェンスのスライド移動に伴って前記セレクタギヤを回動させる角度に形成されたカム溝と、を備え、前記カム溝は、各サイズの用紙に対応する前記エンドフェンスの位置に応じて移動する前記検知板の移動量を異なる１サイズ毎に均等とする形状に形成されている。

したがって、用紙収容部に収容される用紙のサイズに合わせてエンドフェンスの位置を調節するに際し、エンドフェンスのスライド移動に伴いセレクタギヤが回動し、これによって検知板がスライド移動して検知部の配置位置パターンが変動する。これに応じて、検知板の検知部の位置に応じて異なる複数パターンの信号を生成し出力する信号生成出力部による信号の生成出力パターンが変わり、これによって用紙サイズが検出される。そして、請求項１記載の発明によれば、エンドフェンスのスライド移動に伴う検知板の移動量が、用紙サイズ１サイズ毎に均等となり、これにより、検知部の位置パターンの解析が容易となって設計の容易化が図られる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の用紙サイズ検出装置において、前記カム溝は、各サイズの用紙に対応する位置に位置する前記エンドフェンスと係合する位置では、前記エンドフェンスとの摺動抵抗が増加する角度に形成されている。

したがって、各用紙サイズに対応する位置においてエンドフェンスの移動に対する抵抗感が生ずるため、エンドフェンスの正確な位置決めが容易となり、また、例えば振動等によるエンドフェンスの思わぬ位置ずれが阻止され、さらに、各用紙サイズに対応する位置に位置付けられたエンドフェンスのガタツキが防止される。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の用紙サイズ検出装置において、前記セレクタギヤをその回動動作に抵抗を付与するように付勢する付勢部材を備える。

したがって、例えば振動等によるエンドフェンスの思わぬ位置ずれが阻止され、また、エンドフェンスのガタツキが防止される。

ここで、請求項３記載の用紙サイズ検出装置における前記付勢部材は、例えば、前記セレクタギヤがその回動両端中央部でバランスするように前記セレクタギヤを付勢するコイルスプリングによって形成されている（請求項４）。

また、請求項１ないし４のいずれか一記載の用紙サイズ検出装置における前記信号生成出力部は、前記検知板の検知部の配列方向と同一方向に配列されて前記各検知部を選択的に検出する複数個のセンサを含む。

請求項１記載の用紙サイズ検出装置の発明は、カム溝が、各サイズの用紙に対応するエンドフェンスの位置に応じて移動する検知板の移動量を異なる１サイズ毎に均等とする形状に形成されているので、エンドフェンスのスライド移動に伴う検知板の移動量を用紙サイズ１サイズ毎に均等とすることができ、これにより、検知部の位置パターンの解析が容易となって設計の容易化を図ることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の用紙サイズ検出装置において、カム溝は、各サイズの用紙に対応する位置に位置するエンドフェンスと係合する位置では、エンドフェンスとの摺動抵抗が増加する角度に形成されているので、各用紙サイズに対応する位置においてエンドフェンスの移動に対する抵抗感が生ずるため、エンドフェンスの正確な位置決めの容易化、例えば振動等によるエンドフェンスの思わぬ位置ずれの防止、各用紙サイズに対応する位置に位置付けられたエンドフェンスのガタツキの防止等を実現することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の用紙サイズ検出装置において、セレクタギヤをその回動動作に抵抗を付与するように付勢する付勢部材を備えるので、例えば振動等によるエンドフェンスの思わぬ位置ずれの防止、エンドフェンスのガタツキの防止等を実現することができる。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の用紙サイズ検出装置において、付勢部材は、セレクタギヤがその回動両端中央部でバランスするようにセレクタギヤを付勢するコイルスプリングによって形成されているので、付勢部材による作用を簡単な構造によって実現することができ、また、セレクタギヤはその回動両端中央部でバランスするように付勢されるので、セレクタギヤが何れの回動位置に位置付けられたとしても、セレクタギヤに加わる付勢力が不当に強くなりすぎたり弱くなりすぎたりするというバランスの悪さを解消することができる。

請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか一記載の用紙サイズ検出装置において、信号生成出力部は、検知板の検知部の配列方向と同一方向に配列されて各検知部を選択的に検出する複数個のセンサを含むので、本来的に各請求項記載の発明は検知部の位置パターンの解析が容易となることと相まって、センサが複数個設けられていてもこれらのセンサの配置位置の決定の容易化も図ることができる。

本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる給紙トレイへの適用例である。

図１は、給紙トレイの平面図である。給紙トレイ１は、複数毎の図示しない用紙を積層状態で収容する用紙収容部２を備え、この用紙収容部２内に用紙昇降板３を備える。用紙昇降板３は、その後端を軸支されて先端部が昇降自在な構成であり、これにより、用紙収容部２における用紙出口４の側で用紙を昇降する構造のものである。つまり、画像形成装置では、用紙収容部２に収容された用紙を図示しないピックアップ機構によってピックアップ給送するに際し、用紙収容部２の底面に形成された図示しない開口より図示しない昇降アーム等を進入させて用紙昇降板３を押圧昇降させ、これによって最上位紙を図示しないピックアップローラに圧接させ、この状態でピックアップローラを回転駆動することにより最上位紙を用紙経路にピックアップ給送するように各部が構成されている。

次いで、給紙トレイ１には、用紙収容部２内に位置させて、用紙収容部２に積層状態で収容された用紙の後端を位置決め規制するためのエンドフェンス５が設けられている。ここで、本実施の形態の給紙トレイ１は、サイズが大きい方から、ＤＬＴサイズ、Ａ３縦サイズ、Ｂ４縦サイズ、ＬＴサイズ、Ａ４横サイズ、Ｂ５横サイズ、及び、Ａ５横サイズという７種類の配置サイズの用紙を収容可能であり、このような各種の用紙サイズに合わせ、エンドフェンス５は、用紙の送り出し方向にスライド移動自在に取り付けられている。このようなエンドフェンス５のスライド移動を可能にするための構成として、用紙収容部２にはその底部において直線上にスライド溝６が形成されており、エンドフェンス５は、後述する抜け止め構造によって抜け止めされた状態でそのスライド溝６にスライド自在に取り付けられている。

画像形成装置では、給紙トレイ１に収容されている用紙サイズに応じて各種の処理動作を設定等する必要がある。このため、給紙トレイ１内における用紙サイズを認識する必要がある。この点、本実施の形態では、エンドフェンス５が位置付けられる位置をもって用紙サイズを検出するようにしている。その構造及び作用を図１も適宜用いながら、図２ないし図４に基づいて説明する。

図２は用紙サイズ検出装置を示す平面図、図３はエンドフェンス５とラックギヤとの係合構造を示す縦断側面図、図４は各用紙サイズに対応するラックギヤのカム溝の位置を示す模式図である。

まず、用紙サイズ検出機構は、給紙トレイ１において、用紙収容部２の裏面側に位置させて設けられている。つまり、用紙収容部２の裏面には、エンドフェンス５のスライド移動に伴い回動駆動されるセレクタギヤ７と、このセレクタギヤ７が備えるギヤ８に噛合するラックギヤ９を備える検知板１０とが設けられている。そして、本実施の形態の用紙サイズ検出機構は、その検知板１０に設けられた複数個の検知部１１の位置パターンを検出することによって用紙収容部２に収容された用紙のサイズを検出する構造となっている。以下、各部をより詳細に説明する。

セレクタギヤ７は、用紙収容部２において、エンドフェンス５のスライド方向と直交する方向で軸１２に軸支されて回動自在に取り付けられている。このようなセレクタギヤ７は、その回動軌跡に沿う形状のギヤ８を備えている。そして、このようなセレクタギヤ７を、エンドフェンス５のスライド移動に伴い回動駆動するための構造として、セレクタギヤ７にはカム溝１３が形成され、このカム溝１３にエンドフェンス５が係合している。つまり、図３に示すように、エンドフェンス５には、その下部に下方に延出する係合部１４が一体に形成されており、この係合部１４が用紙収容部２のスライド溝６とセレクタギヤ７のカム溝１３とを貫通することによりエンドフェンス５とカム溝１３との係合が実現している。そして、エンドフェンス５と一体である係合部１４の端部には大径の抜止部１５が形成されており、この抜止部１５によってエンドフェンス５が抜け止めされている。ここで、セレクタギヤ７には、カム溝１３に連通してエンドフェンス５の抜止部１５の貫通を許容する大きさの貫通孔１６が形成されており、給紙トレイ１の組み立て時には、用紙収容部２のスライド溝６を貫通させたエンドフェンス５の係合部１４に対し、貫通孔１６を利用してセレクタギヤ７を係合させることで給紙トレイ１に対するセレクタギヤ７の取り付けが許容されるようになっている。

そして、カム溝１３は、エンドフェンス５との係合位置に応じてセレクタギヤ７の回動位置を決定することができるような形状に形成されている。そこで、エンドフェンス５によって規定される用紙サイズに応じてセレクタギヤ７の回動位置が決定される。具体的には、図３に示すように、エンドフェンス５の係合部１４がカム溝１３に係合する位置と用紙サイズとの関係が規定されている。

また、セレクタギヤ７には、図２及び図３に示すように、ギヤ８と反対側にフック１７が形成されており、このフック１７と給紙トレイ１の裏面との間には、付勢部材としてのコイルスプリング１８が掛け渡されている。このコイルスプリング１８は、セレクタギヤ７をその回動動作に抵抗を付与するように付勢する。そして、このようなコイルスプリング１８の配置位置は、セレクタギヤ７がその回動両端中央部でバランスするような位置である。

次いで、セレクタギヤ７は、前述したように、ギヤ８を備える。このギヤ８は、セレクタギヤ７の回動軌跡に沿った位置であって、コイルスプリング１８が掛け渡されるフック１７の形成位置と反対側に形成されている。そして、給紙トレイ１の裏面側には、セレクタギヤ７に設けられたギヤ８に噛合するラックギヤ９を備えた検知板１０が、エンドフェンス５のスライド移動方向と平行にスライド移動自在に取り付けられている。そして、その検知板１０には、そのスライド移動方向に沿って４個の検知部１１が給紙トレイ１の一側方に向けて突出形成されている。本実施の形態では、このような検知板１０に突出形成された４個の検知部１１の配置パターンを信号生成出力部であり、かつ、センサでもある４個のマイクロスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３及びＳＷ４のオン−オフ状態によって検出し、これをもって用紙サイズを検出するものである。つまり、エンドフェンス５を用紙サイズに適合するように位置調整することでセレクタギヤ７が回動し、これに伴いセレクタギヤ７のギヤ８に噛合するラックギヤ９が駆動されて検知板１０がスライド移動し、４個の検知部１１の配置パターンを変化させる。すると、４個のマイクロスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３及びＳＷ４のオン−オフ状態も変化することになる。つまり、本実施の形態では、４個のマイクロスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３及びＳＷ４の出力は、検知板１０の検知部１１の位置に応じて異なる複数パターンの信号を生成することになり、これが画像形成装置に送信出力され、画像形成装置が備えるマイクロコンピュータによって用紙サイズの判定がなされるものである。

ここで、一例として、表１に、各マイクロスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３及びＳＷ４のオン−オフ状態と用紙サイズとの対応関係を示す。

次いで、本実施の形態では、セレクタギヤ７に形成されたカム溝１３は、各サイズの用紙に対応するエンドフェンス５の位置に応じて移動する検知板１０の移動量を異なる１サイズ毎に均等とする形状に形成されている。つまり、ＤＬＴサイズからＡ３縦サイズ、このＡ３縦サイズからＢ４縦サイズ、このＢ４縦サイズからＬＴサイズ、このＬＴサイズからＡ４横サイズ、このＡ４横サイズからＢ５横サイズ、そして、このＢ５横サイズからＡ５横サイズに対応する位置にエンドフェンス５がスライド移動する場合、これに応じてスライド移動する検知板１０のスライド移動量が均一になるようにカム溝１３の形状が設計されている。このような設計は、図４に示すような各サイズに対応するエンドフェンス５とカム溝１３との係合位置を、検知板１０のスライド移動量が１サイズ毎に均一になるようにプロットしていき、各プロット点を滑らかに繋ぎ合わせることにより実現可能である。もっとも、本実施の形態の場合、各プロット点を可能な限り滑らかに繋ぎ合わせているわけではない。つまり、セレクタギヤ７のカム溝１３は、各サイズの用紙に対応する位置に位置するエンドフェンス５と係合する位置では、エンドフェンス５との摺動抵抗が増加する角度に形成されている。これにより、各用紙サイズに対応する位置においてエンドフェンス５の移動に対する抵抗感が生ずるため、エンドフェンス５の正確な位置決めが容易となり、また、例えば振動等によるエンドフェンス５の思わぬ位置ずれが阻止され、さらに、各用紙サイズに対応する位置に位置付けられたエンドフェンス５のガタツキが防止される。

このような構成において、用紙収容部２に収容される用紙のサイズに合わせてエンドフェンス５の位置を調節するに際し、エンドフェンス５のスライド移動に伴いセレクタギヤ７が回動し、これによって検知板１０がスライド移動して４個の検知部１１の配置位置パターンが変動する。これに応じて、４個の検知部１１の位置に応じて異なる複数パターンの信号を生成し出力する４個のマイクロスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３及びＳＷ４のオン−オフ状態、つまり、信号の生成出力パターンが変わり、これによって画像形成装置において用紙サイズが検出される。

また、本実施の形態では、エンドフェンス５のスライド移動に伴う検知板１０の移動量が、用紙サイズ１サイズ毎に均等となり、これにより、４個の検知部１１の位置パターンの解析が容易となって設計の容易化が図られる。

また、セレクタギヤ７と給紙トレイ１との間に掛け渡されたコイルスプリング１８は、セレクタギヤ７の回動動作に抵抗を付与する。これにより、例えば振動等によるエンドフェンス５の思わぬ位置ずれが阻止され、また、エンドフェンス５のガタツキが防止される。この場合、セレクタギヤ７はその回動両端中央部でバランスするようにコイルスプリング１８に付勢されるので、セレクタギヤ７が何れの回動位置に位置付けられたとしても、セレクタギヤ７に加わる付勢力が不当に強くなりすぎたり弱くなりすぎたりするというバランスの悪さを解消することができる。

なお、本実施の形態では、検知板１０における４個の検知部１１の配列方向と同一方向に配列されて各検知部を選択的に検出する複数個のセンサとして、マイクロスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３及びＳＷ４を用いたが、実施に当っては、例えば光センサ等を用いても良い。

本発明の実施の一形態を示す給紙トレイの平面図である。 用紙サイズ検出装置を示す平面図である。 エンドフェンスとラックギヤとの係合構造を示す縦断側面図である。 各用紙サイズに対応するラックギヤのカム溝の位置を示す模式図である。

符号の説明

２ 用紙収容部
５ エンドフェンス
７ セレクタギヤ
８ ギヤ
９ ラックギヤ
１０ 検知板
１１ 検知部
１３ カム溝
１８ 付勢部材、コイルスプリング
ＳＷ１〜ＳＷ４ 信号生成出力部、センサ

Claims (5)

1. 複数枚の用紙を積層して収容する用紙収容部と、
   前記用紙収容部に対して用紙の送り出し方向にスライド自在に取り付けられ、積層して収容された用紙の後端位置を規制するエンドフェンスと、
   前記用紙収容部に前記エンドフェンスのスライド方向と直交する方向に軸支されて回動自在に取り付けられ、その回動軌跡に沿う形状のギヤを備えたセレクタギヤと、
   前記セレクタギヤに設けられたギヤに噛み合うラックギヤを備え、前記用紙収容部に対して直線上をスライド自在に取り付けられ、そのスライド方向に沿って配列された複数個の検知部を備えた検知板と、
   前記検知板の検知部の位置に応じて異なる複数パターンの信号を生成し出力する信号生成出力部と、
   前記セレクタギヤに形成されて前記エンドフェンスの一部が係合し、前記エンドフェンスのスライド移動に伴って前記セレクタギヤを回動させる角度に形成されたカム溝と、
   を備え、前記カム溝は、各サイズの用紙に対応する前記エンドフェンスの位置に応じて移動する前記検知板の移動量を異なる１サイズ毎に均等とする形状に形成されている用紙サイズ検出装置。
2. 前記カム溝は、各サイズの用紙に対応する位置に位置する前記エンドフェンスと係合する位置では、前記エンドフェンスとの摺動抵抗が増加する角度に形成されている請求項１記載の用紙サイズ検出装置。
3. 前記セレクタギヤをその回動動作に抵抗を付与するように付勢する付勢部材を備える請求項１又は２記載の用紙サイズ検出装置。
4. 前記付勢部材は、前記セレクタギヤがその回動両端中央部でバランスするように前記セレクタギヤを付勢するコイルスプリングによって形成されている請求項３記載の用紙サイズ検出装置。
5. 前記信号生成出力部は、前記検知板の検知部の配列方向と同一方向に配列されて前記各検知部を選択的に検出する複数個のセンサを含む請求項１ないし４のいずれか一記載の用紙サイズ検出装置。

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