JP2007062934A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給紙カセットに収容される用紙の積載状態を乱すことなく給紙を行うことのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置本体１０より給紙カセット２０を取り外すと、それまで結合していた本体側カップリング部材１５とカセット側カップリング部材２４とが外れる。そして、リフト補助板３３が下がり、このリフト補助板３３によって上方に押し上げられていたリフト板３０が下がる。すると、リフト板３０の裏面に取り付けられたボスが仕切部材２５の開口部３５を通過し、このボスが第１ギア５３の上面に当たる。これにより、第１ギア５３が下方に押し下げられ、各サイドフェンス３９のラック４２が第１ギア５３から外れる。そして、バネ４３を伸長させることにより所定の位置に保たれていた各サイドフェンス３９が、バネ４３が自然長となる位置まで移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、或いは、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

従来より、複写機、プリンタ、或いは、ファクシミリ等の画像形成装置が知られている。そして、この画像形成装置では、多数の記録紙が収容される給紙カセットから送り出された用紙に画像を印字することによって印刷が行われる。また、給紙カセットに用紙を補充する際には、画像形成装置またはこの画像形成装置に接続される給紙装置から給紙カセットを取り出す。続いて、用紙の積載状態が乱れることを防止するために用紙の側端または後端を規制するためのフェンスを退避させ、給紙カセットに用紙を補充した後、このフェンスを用紙サイズごとに定められた位置まで移動させる。そして、給紙カセットに用紙を補充する作業は、通常人手によって行われる。

一方、給紙カセットに用紙を補充する際の作業工程を簡素化するために、用紙が当該用紙を包装する包装シートに覆われた用紙パックを給紙カセットに補充し、この給紙カセット内で包装シートを剥がした後に給紙を行う画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。

この画像形成装置では、給紙カセットの用紙挿入口に用紙パックを挿入すると、この用紙パックが搬送ローラによって搬送される。そして、用紙の側端を規制する複数のサイドフェンスのそれぞれが用紙サイズに合わせて移動するとともに用紙の後端を規制するバックフェンスが用紙サイズに合わせて移動することで、用紙パックが給紙位置に自動的に装着される。その後、給紙位置に用紙パックが装着された状態で、用紙を包装する包装シートが除去され、用紙がなくなるまで給紙カセットがロックされる。

また、給紙カセット内に用紙が無くなると、用紙パックの挿入に備えてバックフェンス及びサイドフェンスが駆動モータにより退避する。このようにして、用紙パックの挿入準備が完了すると、給紙カセットのロックが解除され、給紙カセットの用紙挿入口に用紙パックを挿入することが可能となる。
特開平５−１９３７４８号公報

ここで、上記画像形成装置において、バックフェンス及びサイドフェンスを用紙パックに接触させた状態で用紙パックの包装シートを除去することは不可能である。よって、用紙パックの包装シートを除去するために、給紙パックとバックフェンス及びサイドフェンスとの間に多少の隙間が設けられる。そして、用紙パックの包装シートを除去した後、包装シートの厚みの分だけ用紙パックとバックフェンス及びサイドフェンスとの間の隙間が更に広がることから、用紙の給紙を行う際に、用紙の積載状態が乱れるおそれがある。また、包装シートと用紙とが接触した状態にあるため、用紙パックの包装シートを除去する際、包装シートに用紙が引っ張られることによっても、用紙の積載状態が乱れるおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、給紙カセットに収容される用紙の積載状態を乱すことなく給紙を行うことのできる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、給紙された用紙に画像を印字する本体部と、前記本体部に対して脱着可能な給紙カセットと、を備える画像形成装置において、前記給紙カセットには、当該給紙カセットに収容される用紙のサイズを検知する用紙サイズ検知部材と、用紙を両側から挟むことにより用紙の側端を規制する一対のフェンスと、が設けられており、前記給紙カセットが前記本体部に装着されたことを前記本体部が検知すると、前記本体部が、前記用紙サイズ検知部材により検知される用紙サイズに応じて、前記各フェンスを所定の位置に移動させることを特徴とする。

このように、本体部が、用紙サイズ検知部材により検知される用紙サイズに応じて、各フェンスを所定の位置に移動させるため、用紙サイズに合わせて用紙の側端を確実に規制することができる。

このように構成された画像形成装置において、前記給紙カセットには、当該給紙カセットに収容された用紙の量を検知する用紙量検知部材が設けられており、前記給紙カセットが前記本体部に装着されたことを前記本体部が検知すると、前記本体部が、前記用紙量検知部材により検知される用紙量に応じて、前記各フェンスを所定の位置に移動させる。

これにより、本体部は、用紙サイズ検知部材により検知される用紙サイズ及び用紙量検知部材により検知される用紙量に応じて、各フェンスを所定の位置に移動させることができる。また、用紙量検知部材により検知される用紙量が多いときには用紙の側端に加わる力が大きくなるように、用紙量検知部材により検知される用紙量が少ないときには用紙の側端に加わる力が小さくなるように、各フェンスの移動距離を変化させることにより、用紙量に合わせて用紙の側端を確実に規制することができる。

また、上述のそれぞれの画像形成装置において、前記給紙カセットには、前記各フェンスに当該各フェンスが移動するための力を与えるフェンスモータと、前記各フェンスにおける互いに対向する側面と反対側の側面に取り付けられ、前記各フェンス間の距離が縮まる方向に前記各フェンスが移動するにつれて伸長するとともに前記各フェンス間の距離が広がる方向に前記各フェンスが移動するにつれて収縮する弾性部材と、が設けられており、前記本体部が、前記フェンスモータに与える電流値を変化させることにより、前記弾性部材に加わる力が変化して前記各フェンスの移動距離が変化する。

ここで、各フェンスにかかるトルク（即ち、各フェンスが用紙の側端に加える力）を電流値に換算し、フェンスモータに与える電流値を数段階に設定しておく。そして、用紙サイズ検知部材により検知される用紙サイズ及び用紙量検知部材により検知される用紙量に応じて、フェンスモータに与える電流値を変化させることにより、各フェンスの移動距離を変化させることができる。

また、このとき、互いに対向する前記各フェンスに向けて伸びるラックが前記各フェンスの下部に取り付けられるとともに、前記各ラックと噛合する噛合部材が設けられており、前記本体部から前記給紙カセットが取り外されると、前記噛合部材が前記各ラックから外れ、前記各フェンス間の距離が広がる方向に前記各フェンスが移動するとともに、前記本体部に前記給紙カセットが装着されると、前記噛合部材が前記各ラックと噛合するものとしても構わない。

このように、本体部から給紙カセットが取り外されると、噛合部材が各ラックから外れ、用紙の側端を規制するために伸長していた弾性部材の復元力により、各フェンス間の距離が広がる方向に各フェンスが移動する。従って、従来のように駆動モータに電力を与えてこの駆動モータにより各フェンスを退避させる必要がないため、画像形成装置の消費電力を削減することができる。

本発明によれば、給紙カセットが本体部に装着されたことを本体部が検知したときに、本体部が、用紙サイズ検知部材により検知される用紙サイズに応じて、各フェンスを所定の位置に移動させるため、用紙サイズに合わせて用紙の側端を確実に規制することができ、給紙カセットに収容される用紙の積載状態を乱すことなく給紙を行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《発明の実施形態》
図１に示すように、本実施形態の画像形成装置は、画像形成装置本体１０と、画像形成装置本体１０に対して脱着可能な給紙カセット２０と、から構成されている。そして、画像形成装置本体１０には、この画像形成装置本体１０に給紙カセット２０を装着するための空間が設けられている。また、画像形成装置本体１０の外側面（図１では手前側）には、この画像形成装置本体１０に給紙カセット２０を挿入するためのカセット挿入口１１が設けられている。

そして、図１に示すように、画像形成装置本体１０には、制御部に接続される本体側コネクタ１２と、後述する給紙カセット２０のリフト補助板３３を上方に押し上げるためのリフトモータ１３と、本体側駆動軸１４を介してリフトモータ１３に接続される本体側カップリング部材１５と、が設置されている。本体側コネクタ１２は、画像形成装置の内側面に取り付けられている。また、本体側カップリング部材１５は、画像形成装置の内側面を貫通する本体側駆動軸１４の一端に取り付けられている。

そして、図１に示すように、カセット挿入口１１より給紙カセット２０を挿入すると、本体側コネクタ１２と後述する給紙カセット２０のカセット側コネクタ２１とが結合するとともに、本体側カップリング部材１５と後述する給紙カセット２０のカセット側カップリング部材２４とが結合する。尚、本体側カップリング部材１５とカセット側カップリング部材２４とによって、一対のカップリングが構成される。

また、図２に示すように、画像形成装置本体１０には、ピックアップコロ１６と本体側ＰＩセンサ１７とが取り付けられている。具体的に、図３に示すように、ピックアップコロ１６は、回転軸１６ａと、回転軸１６ａに対して垂直な方向に取り付けられた２本のアーム１６ｂと、これらのアーム１６ｂに回転自在に支持される円柱状のコロ１６ｃと、を有している。また、図３に示すように、本体側ＰＩセンサ１７は、発光部１７ａと受光部１７ｂとからなり、受光部１７ｂからの出力信号が制御部に入力される。

そして、図２に示すように、リフトモータ１３により給紙カセット２０のリフト補助板３３が押し上げられてリフト板３０に載置された用紙がコロ１６ｃに接触し、更にリフト補助板３３が押し上げられると、回転軸１６ａが回転して各アーム１６ｂが上方へ移動する。図３に示すように、本体側ＰＩセンサ１７の発光部１７ａと受光部１７ｂの間の位置までアーム１６ｂが到達し、このアーム１６ｂによって発光部１７ａから受光部１７ｂへ向かう光路が遮断されると、受光部１７ｂから制御部へ出力される信号のレベルが変化する。制御部は、この出力信号のレベルの変化を検知し、リフトモータ１３の駆動を停止させる。

一方、図１に示すように、給紙カセット２０の外側面には、カセット側コネクタ２１が取り付けられている。このカセット側コネクタ２１には、給紙カセット２０が画像形成装置本体１０に装着されたことを検知するための挿入検知用信号線２２が接続されている。また、給紙カセット２０には、この給紙カセット２０の一方の側面を貫通するとともにこの側面と向き合う側面に支持されるカセット側駆動軸２３が取り付けられており、このカセット側駆動軸２３の一端にカセット側カップリング部材２４が取り付けられている。

更に、図２に示すように、給紙カセット２０は、その内部が仕切部材２５によって上側の部分と下側の部分とに仕切られている。

図１にも示すように、給紙カセット２０の上側の部分において、その手前側の左隅には、用紙サイズを設定するために、円柱状に形成された用紙設定ダイヤル２６が設置されている。具体的には、図４に示すように、用紙設定ダイヤル２６の側面には、その上部に９０°間隔で用紙サイズが「Ａ４」「Ａ３」「Ｂ４」「Ｂ５」と記されている。また、図４に示すように、用紙サイズに応じて、用紙設定ダイヤル２６の側面の所定位置に穴が設けられている。例えば、用紙設定ダイヤル２６の側面における「Ａ４」と記された部分の下側の領域では、その中央の１ヵ所に穴が設けられている。また、用紙設定ダイヤル２６の側面における「Ｂ５」と記された部分の下側の領域では、その中央を除く上側と下側の２ヵ所に穴が設けられている。

また、図１に示すように、給紙カセット２０の上側の部分において、用紙設定ダイヤル２６のすぐ奥側には、用紙サイズ検知部材としてのマイクロスイッチ２７が設置されている。具体的には、図５に示すように、このマイクロスイッチ２７は、ＳＷ１〜ＳＷ３までの３つのスイッチが高さ方向に順に積み重ねられて構成されており、図１に破線で示すように、ＳＷ１〜ＳＷ３までの３つのスイッチのそれぞれとカセット側コネクタ２１とが、用紙検知用信号線２８によって接続されている。

このようにマイクロスイッチ２７が構成されるとき、ＳＷ１〜ＳＷ３までの３つのスイッチのそれぞれを用紙設定ダイヤル２６の側面に当接させることによって、用紙サイズに応じて、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のそれぞれがＯＮ／ＯＦＦされる。例えば、図５に示すように、給紙カセット２０にＡ４サイズの用紙が収容されるとき、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ３とが用紙設定ダイヤル２６の側面に当接してＯＮとなるとともに、スイッチＳＷ２が用紙設定ダイヤル２６の側面に設けられた穴に挿入されてＯＦＦとなる。

また、図１及び図２に示すように、給紙カセット２０の側面には、用紙設定ダイヤル２６の設定状況を表示する表示窓２９が設けられており、用紙設定ダイヤル２６の側面に記された４種類の用紙サイズの何れかがこの表示窓２９に表示される。尚、図２では、表示窓２９に「Ａ４」と表示されており、これは、用紙設定ダイヤル２６がＡ４サイズに設定されていることを示している。そして、ユーザが、表示窓２９に表示された用紙サイズが給紙カセット２０にセットされる用紙のサイズと一致するまで用紙設定ダイヤル２６を回した後、給紙カセット２０を画像形成装置本体１０に装着すると、本体側コネクタ１２とカセット側コネクタ２１とが結合し、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦに基づく信号が、用紙検知用信号線２８を通じて制御部に送信される。

また、図１及び図２に示すように、給紙カセット２０における上側の部分には、用紙を載置するための台となるリフト板３０が設置されている。このリフト板３０は、Ｈ字型に形成されており、リフト支持部材３１によって２点で支持されている。リフト板３０の裏面において、その中央付近には、図２に破線で示す円柱状のボス３２が取り付けられている。更に、図１及び図２に示すように、リフト板３０の下方には、その端部がカセット側駆動軸２３に支持されるリフト補助板３３が設置されており、リフト補助板３３の裏面に弓形の弧状部材３４が取り付けられている。そして、リフトモータ１３が駆動すると、本体側及びカセット側カップリング部材１５，２４が回転し、リフト補助板３３がカセット側駆動軸２３とともに図２に矢印で示す方向に回転することにより、このリフト補助板３３によってリフト板３０が上方に押し上げられる。

尚、仕切部材２５には、図２に示すように、リフト補助板３３が下がっているときにボス３２を格納しておくために、このボス３２の断面よりも大きな断面を有する開口部３５が設けられている。また、仕切部材２５には、弧状部材３４が給紙カセット２０における上側の部分と下側の部分を移動できるように、この弧状部材３４の断面よりも大きな断面を有する穴（不図示）が設けられている。

また、図１及び図２に示すように、給紙カセット２０における上側の部分には、リフト板３０に載置された用紙の後端を規制するためのバックフェンス３６が設置されている。また、バックフェンス３６の下面に取り付けられたＴ字型の脚部材３７が、バックフェンス３６と直交する方向に仕切部材２５を切り欠くことにより形成された第１ガイド溝３８に嵌め込まれている。そして、この第１ガイド溝３８に沿って脚部材３７をスライドさせることにより、用紙サイズに合わせてバックフェンス３６が移動可能となっている。尚、このバックフェンス３６は、用紙をリフト板３０に載置した後、ユーザが用紙サイズに合わせて所定の位置まで移動させるものとする。

更に、図１及び図２に示すように、給紙カセット２０における上側の部分には、リフト板３０に載置された用紙を両側から挟んでこの用紙の側端を規制するためのサイドフェンス３９が、リフト板３０を介して２ヵ所に設置されている。また、サイドフェンス３９と直交する方向に仕切部材２５を切り欠くことにより各サイドフェンス３９につき３つの第２ガイド溝４０が形成されており、各サイドフェンス３９の下面の両端に取り付けられたＴ字型の脚部材４１のそれぞれが、３つの第２ガイド溝４０のうちの２つに嵌め込まれている。そして、これらの第２ガイド溝４０に沿って脚部材４１をスライドさせることにより、用紙サイズに合わせて各サイドフェンス３９が移動可能となっている。

また、各サイドフェンス３９の下面の中央付近には、図１に破線で示すラック４２が取り付けられており、このラック４２が残りの１つの第２ガイド溝４０に嵌め込まれている。具体的に、これらのラック４２は、断面が概ね四角形で棒状に形成されており、各サイドフェンス３９と直交する方向に、互いのサイドフェンス３９に向かって伸びている。即ち、これらのラック４２は、第２ガイド溝４０が伸びる方向と同じ方向に伸びている。そして、各ラック４２の両側面は、三角形が連続する波形形状、即ち、のこぎり刃のような形状となっている。尚、各ラック４２の両側面に限らず、各ラック４２の互いに対向する側面、即ち、各ラック４２の一方の側面が、三角形が連続する波形形状となっていてもよい。

また、図１に示すように、各サイドフェンス３９の側面のうちリフト板３０と向き合う側と反対側の側面には弾性部材であるバネ４３の一端が取り付けられており、バネ４３の他端は、サイドフェンス３９と平行な方向に伸びる可動フェンス４４の側面に取り付けられている。また、可動フェンス４４の下面に取り付けられたＴ字型の脚部材（不図示）が、可動フェンス４４と直交する方向に仕切部材２５を切り欠くことにより形成された第３ガイド溝４５に嵌め込まれている。そして、ユーザがこの第３ガイド溝４５に沿って脚部材をスライドさせることにより、可動フェンス４４が移動可能となっている。尚、仕切部材２５における第３ガイド溝４５の周囲には、ユーザが可動フェンス４４を容易にセットすることができるように、可動フェンス４４の位置を示す線が用紙サイズごとに引かれている。

また、可動フェンス４４が所定の位置にセットされているとき、このバネ４３は、各サイドフェンス３９が内側（各サイドフェンス３９間の距離が縮まる方向）に移動するにつれて伸長するとともに各サイドフェンス３９が外側（各サイドフェンス３９間の距離が広がる方向）に移動するにつれて収縮するように構成されている。

更に、図１に示すように、リフト板３０における用紙の先端が載置される部分には、リフト板３０の表面と裏面とを貫通する検知穴４６が設けられている。また、画像形成装置本体１０には、図６に示すようなアクチュエータ型のフォトセンサ４７が取り付けられている。このフォトセンサ４７は、発光部４８ａと受光部４８ｂとからなるセンサ部４８と、センサ部４８に接続されるアクチュエータ部４９とを有している。

そして、画像形成装置本体１０に給紙カセット２０が装着されてリフト板３０が押し上げられたとき、リフト板３０に用紙が載置されていなければ、このフォトセンサ４７のアクチュエータ部４９が検知穴４６に挿入され、このアクチュエータ部４９によって発光部４８ａから受光部４８ｂへ向かう光路が遮断される。また、画像形成装置本体１０に給紙カセット２０が装着されてリフト板３０が押し上げられたとき、リフト板３０に用紙が載置されていれば、このフォトセンサ４７のアクチュエータ部４９が用紙に接触するとともに図６に矢印で示す方向に押し上げられ、発光部４８ａから受光部４８ｂへ向かう光路が開放される。よって、このとき、発光部４８ａから出射された光を受光部４８ｂが受光し、受光部４８ｂより制御部に入力される信号のレベルが変化するため、この制御部によって、リフト板３０に用紙が載置されていることが検知される。

一方、仕切部材２５によって仕切られた給紙カセット２０の下側の部分において、図２に示すように、リフト補助板３３の下方には、発光部（不図示）と受光部（不図示）とからなる用紙量検知部材としてのカセット側ＰＩセンサ５０が２つ設置されている。そして、リフトモータ１３によってリフト補助板３３が押し上げられると、各カセット側ＰＩセンサ５０の発光部と受光部の間を、リフト補助板３３の裏面に取り付けられた弧状部材３４が通過する。

このとき、リフト板３０に載置される用紙量が少ないと、リフト補助板３３の回転する角度が大きく、リフト補助板３３が高い位置まで押し上げられるため、図２に示すように、２つのカセット側ＰＩセンサ５０のうち少なくとも一方のカセット側ＰＩセンサ５０の発光部から受光部へ向かう光路が解放される。ところが、リフト板３０に載置される用紙量が多いと、リフト補助板３３の回転する角度が小さく、リフト補助板３３が低い位置で停止するため、２つのカセット側ＰＩセンサ５０の両方とも発光部から受光部へ向かう光路が遮断される。そして、制御部は、各カセット側ＰＩセンサ５０の受光部からの出力信号に基づき、リフト板３０に載置された用紙量の検知を行う。

また、図２に示すように、給紙カセット２０における下側の部分では、高さ方向に伸縮可能なバネ５１がバネ支持部材５２の上部に取り付けられている。そして、図２及び図７に示すように、これらバネ５１及びバネ支持部材５２の外側に、歯車状に形成された噛合部材としての第１ギア５３が被せられており、この第１ギア５３は、仕切部材２５に設けられた開口部３５の真下に位置している。また、この第１ギア５３は、直径が各サイドフェンス３９の下面に取り付けられたラック４２間の距離と等しく、各ラック４２の側面と噛み合う位置に配置されている。

また、図１に破線で示すとともに図２に実線で示すように、給紙カセット２０における下側の部分には、歯車状に形成された第２ギア５４が、第１ギア５３と噛み合う位置に配置されている。そして、図２及び図７に示すように、この第２ギア５４は、各サイドフェンス３９の下面に取り付けられたラック４２の下方に配置されている。

更に、図１に破線で示すとともに図２に実線で示すように、給紙カセット２０における下側の部分には、歯車状に形成された第３ギア５５が第２ギア５４と噛み合う位置に配置されるとともに、歯車状に形成された第４ギア５６が第３ギア５５と噛み合う位置に配置されている。そして、図１に破線で示すとともに図２に実線で示すように、この第４ギア５６は、各サイドフェンス３９を内側（各サイドフェンス３９間の距離が縮まる方向）に移動させるための力を与えるフェンスモータ５７に取り付けられている。フェンスモータ５７は、図１に破線で示すモータ用信号線５８を通じてカセット側コネクタ２１に接続されている。

よって、フェンスモータ５７が駆動すると、第４ギア５６が回転し、この第４ギア５６と噛み合う第３ギア５５が回転するとともに、この第３ギア５５と噛み合う第２ギア５４が回転し、更には、この第２ギア５４と噛み合う第１ギア５３が回転する。上述のように、第１ギア５３と各サイドフェンス３９の下面に取り付けられたラック４２とが噛み合っているため、第１ギア５３が回転すると、各サイドフェンス３９間の距離が縮まる方向に各サイドフェンス３９が移動する。

このような構成の画像形成装置では、給紙カセット２０の用紙設定ダイヤル２６を回すことにより設定される用紙サイズに合わせて、また、給紙カセット２０の下側の部分に取り付けられた２つのカセット側ＰＩセンサ５０により検知されるリフト板３０に載置された用紙量に合わせて、サイドフェンス３９の移動距離を変化させる。ここで、各サイドフェンス３９にかかるトルク（即ち、各サイドフェンス３９が用紙を抑える力）を電流値に換算し、フェンスモータ５７に与える電流値を数段階に設定しておく。そして、給紙カセット２０の用紙設定ダイヤル２６を回すことにより設定される用紙サイズに合わせて、また、給紙カセット２０の下側の部分に取り付けられた２つのカセット側ＰＩセンサ５０により検知される用紙量に合わせて、フェンスモータ５７に与える電流値を変化させることにより、サイドフェンス３９の移動距離を変化させる。

このように構成された画像形成装置における、給紙カセット２０を画像形成装置本体１０に装着するとき、及び給紙カセット２０を画像形成装置本体１０から取り外すときの動作について、図１〜図１０を参照しながら説明する。尚、上述した画像形成装置の動作と重複する部分については、その詳細な説明を省略する。

まず、ユーザが、給紙カセット２０に用紙を補充するために、画像形成装置本体１０より給紙カセット２０を取り外すと、それまで結合していた本体側コネクタ１２とカセット側コネクタ２１とが外れる。また、それまで結合していた本体側カップリング部材１５とカセット側カップリング部材２４とが外れることにより、リフト補助板３３が下がり、このリフト補助板３３によって、用紙を給紙するために上方に押し上げられていたリフト板３０が下がる。

すると、図８に示すように、リフト板３０の裏面に取り付けられたボス３２が仕切部材２５に設けられた開口部３５を通過し、このボス３２が第１ギア５３の上面に当たる。これにより、第１ギア５３の内部にあるバネ５１が下方に押し下げられて第１ギア５３が下方に移動し、各サイドフェンス３９のラック４２が第１ギア５３から外れる。そして、バネ４３を伸長させることにより用紙サイズに合わせて所定の位置に保たれていた各サイドフェンス３９が、バネ４３が自然長となる位置まで移動する。即ち、各サイドフェンス３９間の距離が広がる方向に各サイドフェンス３９が移動し、各サイドフェンス３９間の距離が用紙設定ダイヤル２６により設定された用紙の幅よりも広くなる。

続いて、ユーザは、画像形成装置本体１０から取り外した給紙カセット２０に用紙を補充し、この給紙カセット２０を画像形成装置本体１０に装着する。このとき、給紙カセット２０のサイドフェンス３９及び可動フェンス４４の側面に取り付けられたバネ４３は、自然長に保たれている。そして、ユーザは、給紙カセット２０に補充する用紙サイズに合わせて各可動フェンス４４を第３ガイド溝４５に沿って所定の位置まで移動させ、リフト板３０における各サイドフェンス３９の間に用紙を載置する。続いて、用紙の後端を規制するために、第１ガイド溝３８に沿って所定の位置までバックフェンス３６を移動させる。

その後、ユーザは、表示窓２９に表示される用紙サイズが給紙カセット２０にセットされた用紙のサイズと一致するまで用紙設定ダイヤル２６を回し、給紙カセット２０を画像形成装置本体１０に装着する。すると、本体側コネクタ１２とカセット側コネクタ２１とが結合するとともに、本体側カップリング部材１５とカセット側カップリング部材２４とが結合する。これにより、カセット側コネクタ２１に接続される挿入検知用信号線２２が短絡し、制御部が、画像形成装置本体１０に給紙カセット２０が装着されたことを検知する。

そして、制御部は、マイクロスイッチ２７より用紙検知用信号線２８を通じて送信されるスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦに基づく信号を受信し、リフト板３０に載置された用紙のサイズを確認する。その後、制御部が、リフトモータ１３をＯＮとする制御信号をモータ用信号線５８を通じてこのリフトモータ１３に送信することによりリフトモータ１３の駆動が開始され、カセット側駆動軸２３とともにリフト補助板３３が図２に矢印で示す方向に回転してリフト板３０が上方に押し上げられる。

このようにリフト板３０が上方に押し上げられるとき、リフト板３０に用紙が載置されていなければ、フォトセンサ４７のアクチュエータ部４９が検知穴４６に挿入され、このアクチュエータ部４９によってセンサ部４８の発光部４８ａから受光部４８ｂへ向かう光路が遮断される（図６参照）。そして、受光部４８ｂより制御部に入力される信号のレベルが変化しないと、制御部がリフト板３０に用紙が載置されていないことを検知する。

一方、リフト板３０に用紙が載置されていれば、このフォトセンサ４７のアクチュエータ部４９が用紙に接触するとともに図６に矢印で示す方向に押し上げられ、センサ部４８の発光部４８ａから受光部４８ｂへ向かう光路が開放される。そして、発光部４８ａから出射された光を受光部４８ｂが受光し、受光部４８ｂより制御部に入力される信号のレベルが変化すると、制御部がリフト板３０に用紙が載置されていることを検知する。

また、図２に示すように、リフト補助板３３が回転することによりリフト板３０が押し上げられてリフト板３０に載置された用紙がコロ１６ｃに接触し、更にリフト板３０が押し上げられると、回転軸１６ａが回転して各アーム１６ｂが上方へ移動する。そして、図３に示すように、このアーム１６ｂによって本体側ＰＩセンサ１７の発光部１７ａから受光部１７ｂへ向かう光路が遮断されると、制御部は、受光部１７ｂより出力される信号の変化を検知し、リフトモータ１３の駆動を停止させる。

また、リフトモータ１３の駆動によりリフト補助板３３が回転するとき、各カセット側ＰＩセンサ５０の発光部と受光部の間を、リフト補助板３３の裏面に取り付けられた弧状部材３４が通過する（図２参照）。このとき、リフト板３０に載置された用紙量に応じて、リフト補助板３３の回転する角度が変化し、２つのカセット側ＰＩセンサ５０のそれぞれの受光部より出力される信号が変化する。

具体的には、リフト板３０に載置される用紙量が少ないと、リフト補助板３３の回転する角度が大きく、リフト補助板３３が高い位置まで押し上げられるため、図２に示すように、２つのカセット側ＰＩセンサ５０のうち少なくとも一方のカセット側ＰＩセンサ５０の発光部から受光部へ向かう光路が解放される。そして、制御部は、２つのカセット側ＰＩセンサ５０のうち少なくとも一方のカセット側ＰＩセンサ５０の受光部よりハイレベルの出力信号を受信すると、リフト板３０に載置された用紙量が少ないと判断する。

一方、リフト板３０に載置される用紙量が多いと、リフト補助板３３の回転する角度が小さく、リフト補助板３３が低い位置で停止するため、２つのカセット側ＰＩセンサ５０の両方とも発光部から受光部へ向かう光路が遮断される。そして、制御部は、２つのカセット側ＰＩセンサ５０の両方の受光部よりローレベルの出力信号を受信すると、リフト板３０に載置された用紙量が多いと判断する。

このように、制御部は、マイクロスイッチ２７より用紙検知用信号線２８を通じて送信される出力信号に基づいてリフト板３０に載置された用紙のサイズを確認するとともに、２つのカセット側ＰＩセンサ５０のそれぞれより送信される出力信号のレベルに基づいてリフト板３０に載置された用紙量を確認する。そして、制御部は、リフト板３０に載置された用紙のサイズと用紙量とに応じて、フェンスモータ５７に与える電流値を変化させる。この点について、図９及び図１０を参照しながら説明する。尚、図９はリフト板３０にＡ４サイズの用紙を載置したときの各サイドフェンス３９の移動距離を表し、図１０はリフト板３０にＡ３サイズの用紙を載置したときの各サイドフェンス３９の移動距離を表す。

図９（Ａ）に示すように、画像形成装置本体１０から給紙カセット２０が取り外され、リフト板３０に用紙が載置されていないとき、バネ４３は自然長に保たれ、各サイドフェンス３９と各可動フェンス４４の間の距離がＤ₁となる。尚、図９（Ａ）に破線で示す各サイドフェンス３９の位置は、用紙量が少ないときにおける各サイドフェンス３９の位置を示すものである（図９（Ｂ）参照）。

そして、給紙カセット２０の各可動フェンス４４が用紙サイズに合わせて所定の位置にセットされ、この給紙カセット２０が画像形成装置本体１０に装着された後、制御部が、リフト板３０に載置された用紙のサイズがＡ４であるとともに用紙量が少ないことを確認すると、フェンスモータ５７に所定の大きさの電流を与える。すると、フェンスモータ５７の駆動が開始され、第４ギア５６が回転するとともに、第４ギア５６と噛み合う第３ギア５５、第３ギア５５と噛み合う第２ギア５４、及び第２ギア５４と噛み合う第１ギア５３がそれぞれ回転し、図９（Ｂ）に示すように、各サイドフェンス３９が内側に移動して各サイドフェンス３９と各可動フェンス４４の間の距離がＤ₂となる。また、各サイドフェンス３９と各可動フェンス４４の間の距離がＤ₂となるとき、各サイドフェンス３９が用紙の側端に接触するとともに、各サイドフェンス３９によって用紙の側端に軽い力が加えられる。

一方、給紙カセット２０が画像形成装置本体１０に装着された後、制御部が、リフト板３０に載置された用紙のサイズがＡ４であるとともに用紙量が多いことを確認すると、フェンスモータ５７に用紙量が少ないときよりも大きな電流を与える。すると、フェンスモータ５７の駆動が開始され、図９（Ｃ）に示すように、各サイドフェンス３９が内側に移動して各サイドフェンス３９と各可動フェンス４４の間の距離が（Ｄ₂＋α）となる。また、各サイドフェンス３９と各可動フェンス４４の間の距離が（Ｄ₂＋α）となるとき、各サイドフェンス３９が用紙の側端に接触するとともに、各サイドフェンス３９によって用紙の側端に用紙量が少ないときよりも強い力が加えられる。

また、用紙が使用されるにつれ、リフト板３０に載置された用紙量が減少してゆく。そして、制御部が、カセット側ＰＩセンサ５０の出力信号に基づき、用紙量が多い状態から少ない状態に変化したことを確認すると、フェンスモータ５７に与える電流値を変化させ、図９（Ｂ）に示すように、各サイドフェンス３９と各可動フェンス４４の間の距離がＤ₂となるように各サイドフェンス３９を外側に移動させる。

同様に、給紙カセット２０の各可動フェンス４４が用紙サイズに合わせて所定の位置にセットされ、この給紙カセット２０が画像形成装置本体１０に装着された後、制御部が、リフト板３０に載置された用紙のサイズがＡ３であるとともに用紙量が少ないことを確認すると、フェンスモータ５７に用紙のサイズがＡ４で用紙量が少ないときよりも大きな電流を与える。すると、フェンスモータ５７の駆動が開始され、図１０（Ｂ）に示すように、各サイドフェンス３９が内側に移動して各サイドフェンス３９と各可動フェンス４４の間の距離がＤ₃（＞Ｄ₂）なる。また、各サイドフェンス３９と各可動フェンス４４の間の距離がＤ₃なるとき、各サイドフェンス３９が用紙の側端に接触するとともに、各サイドフェンス３９によって用紙の側端に軽い力が加えられる。

一方、給紙カセット２０が画像形成装置本体１０に装着された後、制御部が、リフト板３０に載置された用紙のサイズがＡ３であるとともに用紙量が多いことを確認すると、フェンスモータ５７に用紙量が少ないときよりも大きな電流を与える。すると、フェンスモータ５７の駆動が開始され、図１０（Ｃ）に示すように、各サイドフェンス３９が内側に移動して各サイドフェンス３９と各可動フェンス４４の間の距離が（Ｄ₃＋α）となる。また、各サイドフェンス３９と各可動フェンス４４の間の距離が（Ｄ₃＋α）となるとき、各サイドフェンス３９が用紙の側端に接触するとともに、各サイドフェンス３９によって用紙の側端に用紙量が少ないときよりも強い力が加えられる。

また、用紙が使用されるにつれ、リフト板３０に載置された用紙量が減少してゆく。そして、制御部が、カセット側ＰＩセンサ５０の出力信号に基づき、用紙量が多い状態から少ない状態に変化したことを確認すると、フェンスモータ５７に与える電流値を変化させ、図１０（Ｂ）に示すように、各サイドフェンス３９と各可動フェンス４４の間の距離がＤ₃となるように各サイドフェンス３９を外側に移動させる。

ここで、リフト板３０に載置される用紙のサイズがＡ４に設定されるとき、給紙カセット２０に用紙を補充するためにユーザが画像形成装置本体１０から給紙カセット２０を取り外すと、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、各サイドフェンス３９が（Ｄ₂−Ｄ₁）だけ外側に移動する。一方、リフト板３０に載置される用紙のサイズがＡ３に設定されるとき、給紙カセット２０に用紙を補充するためにユーザが画像形成装置本体１０から給紙カセット２０を取り外すと、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、各サイドフェンス３９が（Ｄ₃−Ｄ₁）だけ外側に移動する。

また、上述のように、制御部が、リフト板３０に載置された用紙のサイズがＡ３であるとともに用紙量が少ないことを確認すると、リフト板３０に載置された用紙のサイズがＡ４で用紙量が少ないときよりも大きな電流をフェンスモータ５７に与える。このため、用紙サイズがＡ３のときにおける各サイドフェンス３９と各可動フェンス４４の間の距離Ｄ₃は、用紙サイズがＡ４のときにおける各サイドフェンス３９と各可動フェンス４４の間の距離Ｄ₂よりも大きくなる。よって、ユーザが画像形成装置本体１０から給紙カセット２０を取り外したときに各サイドフェンス３９が広がる距離は、用紙サイズがＡ３に設定されるときの方がＡ４に設定されるときよりも大きくなる。これにより、用紙サイズに応じて、ユーザが給紙カセット２０に容易に用紙を補充することが可能となる。

このように、本実施形態によれば、給紙カセット２０が画像形成装置本体１０に装着されたことを制御部が検知したときに、制御部が、マイクロスイッチ２７により検知される用紙サイズに応じて、各サイドフェンス３９を所定の位置に移動させるため、用紙サイズに合わせて用紙の側端を確実に規制することができ、給紙カセット２０に収容される用紙の積載状態を乱すことなく給紙を行うことができる。

ここで、従来には、給紙カセット２０内に用紙が無くなるまで給紙カセット２０がロックされる。このため、給紙カセット２０内に用紙が無くなる前に用紙を補充することができない。そして、給紙カセット２０内に用紙を補充する作業を、常に給紙カセット２０内に用紙が無くなったときに行わなければならず、画像形成装置の使い勝手が悪くなるという問題があった。また、装置の機構を知らないユーザが給紙カセット２０内に用紙が無くなる前に用紙の補充を試みることによって、給紙カセット２０のロック機構などを破損させるおそれもあった。

これに対し、この画像形成装置では、給紙カセット２０内の用紙量にかかわらず、この給紙カセット２０をいつでも画像形成装置本体１０より取り外すことができる。従って、装置の機構を知らないユーザでも容易に給紙カセット２０内に用紙を補充することができ、画像形成装置の使い勝手を向上させることができる。

尚、上記画像形成装置では、２つのカセット側ＰＩセンサ５０を用いてリフト板３０に載置された用紙量の多少を検知するようにしたが、これに限るものではない。即ち、リフト板３０に載置された用紙量が数十枚以下になると、各サイドフェンス３９によって用紙の側端に加えられる力により用紙が変形するおそれがある。このため、給紙カセット２０における下側の部分に新たにＰＩセンサを取り付け、リフト板３０に載置された用紙量が数十枚以下になったことを検知できるように画像形成装置を構成する。そして、リフト板３０に載置された用紙量が数十枚以下になったことを制御部が確認したときに、各サイドフェンス３９間の距離がリフト板３０に載置された用紙の幅と等しくなるように各サイドフェンス３９を外側に移動させるようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、複写機、プリンタ、或いは、ファクシミリ等の画像形成装置について有用である。

実施形態に係る画像形成装置の平面図である。 画像形成装置本体に装着される給紙カセットの断面図である。 ピックアップコロ及び本体側ＰＩセンサの周辺の断面図である。 用紙設定ダイヤルを全周に亘って側方から見た図である。 用紙設定ダイヤル及びマイクロスイッチの周辺の断面図である。 リフト板とフォトセンサとの位置関係を示す斜視図である。 画像形成装置本体に給紙カセットが装着された状態における第１ギア及びラックの周辺の断面図である。 画像形成装置本体から給紙カセットが取り外された状態における第１ギア及びラックの周辺の断面図である。 リフト板にＡ４サイズの用紙を載置するときの各サイドフェンスの移動距離を表す図である。 リフト板にＡ３サイズの用紙を載置するときの各サイドフェンスの移動距離を表す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置本体
１１ カセット挿入口
１２ 本体側コネクタ
１３ リフトモータ
１４ 本体側駆動軸
１５ 本体側カップリング部材
１６ ピックアップコロ
１６ａ 回転軸
１６ｂ アーム
１６ｃ コロ
１７ 本体側ＰＩセンサ
１７ａ 発光部
１７ｂ 受光部
２０ 給紙カセット
２１ カセット側コネクタ
２２ 挿入検知用信号線
２３ カセット側駆動軸
２４ カセット側カップリング部材
２５ 仕切部材
２６ 用紙設定ダイヤル
２７ マイクロスイッチ
２８ 用紙検知用信号線
２９ 表示窓
３０ リフト板
３１ リフト支持部材
３２ ボス
３３ リフト補助板
３４ 弧状部材
３５ 開口部
３６ バックフェンス
３７，４１ 脚部材
３８ 第１ガイド溝
３９ サイドフェンス
４０ 第２ガイド溝
４２ ラック
４３，５１ バネ
４４ 可動フェンス
４５ 第３ガイド溝
４６ 検知穴
４７ フォトセンサ
４８ センサ部
４８ａ 発光部
４８ｂ 受光部
４９ アクチュエータ部
５０ カセット側ＰＩセンサ
５２ バネ支持部材
５３ 第１ギア
５４ 第２ギア
５５ 第３ギア
５６ 第４ギア
５７ フェンスモータ
５８ モータ用信号線

Claims (4)

1. 給紙された用紙に画像を印字する本体部と、前記本体部に対して脱着可能な給紙カセットと、を備える画像形成装置において、
   前記給紙カセットには、当該給紙カセットに収容される用紙のサイズを検知する用紙サイズ検知部材と、用紙を両側から挟むことにより用紙の側端を規制する一対のフェンスと、が設けられており、
   前記給紙カセットが前記本体部に装着されたことを前記本体部が検知すると、前記本体部が、前記用紙サイズ検知部材により検知される用紙サイズに応じて、前記各フェンスを所定の位置に移動させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記給紙カセットには、当該給紙カセットに収容された用紙の量を検知する用紙量検知部材が設けられており、
   前記給紙カセットが前記本体部に装着されたことを前記本体部が検知すると、前記本体部が、前記用紙量検知部材により検知される用紙量に応じて、前記各フェンスを所定の位置に移動させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記給紙カセットには、前記各フェンスに当該各フェンスが移動するための力を与えるフェンスモータと、前記各フェンスにおける互いに対向する側面と反対側の側面に取り付けられ、前記各フェンス間の距離が縮まる方向に前記各フェンスが移動するにつれて伸長するとともに前記各フェンス間の距離が広がる方向に前記各フェンスが移動するにつれて収縮する弾性部材と、が設けられており、
   前記本体部が、前記フェンスモータに与える電流値を変化させることにより、前記弾性部材に加わる力が変化して前記各フェンスの移動距離が変化することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 互いに対向する前記各フェンスに向けて伸びるラックが前記各フェンスの下部に取り付けられるとともに、前記各ラックと噛合する噛合部材が設けられており、
   前記本体部から前記給紙カセットが取り外されると、前記噛合部材が前記各ラックから外れ、前記各フェンス間の距離が広がる方向に前記各フェンスが移動するとともに、
   前記本体部に前記給紙カセットが装着されると、前記噛合部材が前記各ラックと噛合することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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