JP2007320675A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給紙カセットを用紙の送り出し方向に引き出す構成であっても、簡単な構成で給紙カセットのリフト機構を電動で駆動することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】装置本体側の駆動手段からの駆動力を受けて用紙積載板１０を押し上げるリフト機構を備えた給紙カセット７を装置本体に対して用紙送り出し方向に引き出すことができる画像形成装置において、装置本体側の前記駆動手段と給紙カセット７側の前記リフト機構との連結を前記給紙カセット７の着脱動作に連動して断接するジョイント機構を給紙カセット７に設ける。又、前記ジョイント機構を、装置本体側の駆動ギヤに対して接離する駆動中継用ギヤ３７を含んで構成する。更に、前記駆動ギヤと前記駆動中継ギヤ３７とをその中心が前記給紙カセット７の着脱方向に対して直角方向に偏心した位置に配置する。
【選択図】図５

Description

本発明は、装置本体に対して着脱可能な給紙カセットを備えた画像形成装置に関するものである。

複写機やプリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置には、装置本体に対して着脱可能な給紙カセットが備えられているが、この給紙カセットは、内部に積層して収容された用紙を画像形成部に向けて１枚ずつ送り出すものである。

ところで、給紙カセットには、用紙積載板に積載された用紙の最上位のものがピックアップローラによってピックアップされるように、用紙積載板を用紙の枚数に応じた所定の高さ位置まで押し上げるリフト機構が設けられているが、用紙の送り出し方向に給紙カセットを引き出す方式を採用する画像形成装置では、リフト機構としては専らバネ方式のものが採用されていた。

又、給紙カセットに設けられるリフト機構として、本体側のモータからの駆動力を受けて動作する電動式のものが例えば特許文献１に開示されている。この電動式のリフト機構は、用紙積載板を押し上げるリフト板が取り付けられたロッドの一端に係合ピンを設ける一方、本体側のモータの出力軸に設けられたジョイント部に十字形のキー溝を形成し、給紙カセットを装置本体に装着すると、ロッドに設けられた前記係合ピンが本体側のジョイント部に設けられた十字形のキー溝の何れかに係合するよう構成したものである。これによれば、係合ピンがキー溝に係合することによってモータからの駆動力がロッドに伝達され、ロッドとこれに取り付けられたリフト板が回動して用紙積載板が押し上げられる。
特開平８−０５８９８９号公報

ところが、上記特許文献１に開示された電動式のリフト機構においては、係合ピンとキー溝との係合方向が給紙カセットの用紙送り出し方向に対して直交する方向であるため、この方向に給紙カセットの着脱方向が限定される他、リフト機構が複雑化するという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、給紙カセットを用紙の送り出し方向に引き出す構成であっても、簡単な構成で給紙カセットのリフト機構を電動で駆動することが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、請求項１記載の発明は、装置本体側の駆動手段からの駆動力を受けて用紙積載板を押し上げるリフト機構を備えた給紙カセットを装置本体に対して用紙送り出し方向に引き出すことができる画像形成装置において、装置本体側の前記駆動手段と給紙カセット側の前記リフト機構との連結を前記給紙カセットの着脱動作に連動して断接するジョイント機構を給紙カセットに設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ジョイント機構を、装置本体側の駆動ギヤに対して接離する駆動中継用ギヤを含んで構成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記駆動ギヤと前記駆動中継用ギヤとをその回転中心が前記給紙カセットの着脱方向に対して直角方向に偏心した位置に配置したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、装置本体側の駆動手段と給紙カセット側のリフト機構との連結を給紙カセットの着脱動作に連動して断接するジョイント機構を給紙カセットに設けたため、ジョイント機構の構成が簡素化し、給紙カセットを用紙の送り出し方向に引き出す構成であっても、簡単な構成で給紙カセットのリフト機構を電動で駆動して用紙積載板を用紙の枚数に応じた所定の高さ位置まで押し上げることができる。

請求項２記載の発明によれば、給紙カセットの着脱動作に連動して該給紙カセット側の駆動中継用ギヤが装置本体側の駆動ギヤに接離し、装置本体側の駆動手段からの駆動力を駆動ギヤと駆動中継用ギヤを経てリフト機構に伝達して該リフト機構を電動で駆動することができるとともに、給紙カセットを用紙の送り出し方向に引き出すことができる。又、給紙カセットを装置本体から引き出すと、駆動中継用ギヤの駆動ギヤとの噛合が解除されて該駆動中継用ギヤの回転がフリーとなるため、用紙積載板は自重によって自動的に降りる。このため、用紙積載板に用紙を積載する場合に該用紙積載板を降ろす必要がなくなり、用紙の積載を容易に行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、駆動ギヤと駆動中継ギヤとはその回転中心が給紙カセットの着脱方向に対して直角方向に偏心した位置に配置されているため、給紙カセットの着脱時における駆動ギヤと駆動中継用ギヤとの接離（噛合及び噛合解除）が常に確実且つ円滑になされるとともに、給紙カセットの装置本体に対する着脱も円滑になされる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのレーザビームプリンタの斜視図、図２は同レーザビームプリンタの側断面図である。

先ず、レーザビームプリンタ１の基本構成を図１及び図２に基づいて説明すると、該レーザビームプリンタ１は、箱状の装置本体１ａを備えており、図１に示すように、該装置本体１ａの上面の中央部には傾斜した凹状の排紙トレイ３２が設けられており、その横には操作表示部３４が配置されている。又、装置本体１ａの前面（図１の手前側が前方）上部には開閉可能な手差しトレイ８（図２には開いている状態が示されている）が設けられ、装置本体１ａの下部には手前側に引き出すことができる矩形箱状の給紙カセット７が設けられている。

次に、レーザビームプリンタ１の内部構造を図２に基づいて説明する。

レーザビームプリンタ１は、装置本体１ａ内に設けられた搬送路Ｌに沿って用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するもであって、前記搬送路Ｌは、装置本体１ａ内を前方から後方（図２において右方から左方）に略水平に延びる水平部Ｌ１と、該水平部Ｌ１の端部から略垂直に立ち上がる垂直部Ｌ２とで側面視略Ｌ字状に構成されている。

又、レーザビームプリンタ１は、装置本体１ａの下部に設けられた給紙部２と、該給紙部２の上方の装置本体１ａ内の略中央部に設けられた画像形成部３と、該画像形成部３の後方に配された定着部４と、該定着部４の上方の装置本体１ａの上面に設けられた凹状の排紙部５と、前記搬送路Ｌの水平部Ｌ１と前記給紙カセット７との間に設けられたスイッチバック部６を備えている。

上記給紙部２は、用紙を収納するとともに、その用紙を前記画像形成部３に向けて給送するものであって、前記給紙カセット７と前記手差しトレイ８を含んで構成されている。

ここで、給紙カセット７は、上面が開放された矩形箱状を成すものであって、その内部に積層して収容された不図示の用紙を１枚ずつ送り出す機能を果たし、これが図２に示すように装置本体１ａ内に装着されている状態では、図示のように搬送路Ｌの水平部Ｌ１の下方に位置している。

この給紙カセット７は、内底面に対して接離するリフト板９と、該リフト板９の接離動作に連動して昇降する用紙積載板１０と、前記リフト板９の前端（用紙の送出方向下流端）近傍に取り付けられて該リフト板９を図２の矢印方向に回動させるリフト駆動軸１１と、前記用紙積載板１０の後端（用紙の送出方向上流端）近傍を回動可能に軸支する軸１２を備えている。

又、給紙部２には、給紙カセット７内の用紙を１枚ずつ取り出すピックアップローラ１３と、取り出された用紙を搬送路Ｌの水平部Ｌ１へと送り出すフィードローラ１４とリタードローラ１５、複数の給紙ローラ１６，１７，１８、送り出された用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで画像形成部３へと供給するレジストローラ１９の他、手差しトレイ８に載置された用紙を取り出すピックアップローラ２０が設けられている。

前記画像形成部３は、給紙部２から供給された用紙に画像を形成するものであって、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の前後方向略中央部に回転可能に配された像担持体としての感光ドラム２１と、その周囲に配置された一次帯電器２２、現像装置２３、転写ローラ２４及びクリーニング装置２５と、これらの上方に配置されたレーザスキャナユニット（ＬＳＵ）２６、トナーホッパー２７等を備えている。

又、前記定着部４は、画像形成部３において用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させるためのものであって、互いに圧接されて回転する加熱ローラ２８と加圧ローラ２９を備えている。

更に、前記排紙部５は、定着部４においてトナー像が定着された用紙を装置本体１ａ外へと排出するためのものであって、搬送路Ｌの垂直部Ｌ２の途中に設けられた複数の搬送ローラ３０と垂直部Ｌ２の末端に設けられた排紙ローラ３１及び装置本体１ａ外へと排出される用紙を積載するための前記排紙トレイ３２を備えている。

又、前記スイッチバック部６は、用紙の両面に画像を形成する場合に使用されるものであって、搬送路Ｌの垂直部Ｌ１の下方に配された別の搬送路Ｌ’とその適所に設けられた複数の搬送ローラ３３を備えている。

次に、以上の構成を有するレーザビームプリンタ１の画像形成動作について説明する。

例えばパーソナルコンピュータ（パソコン）等の端末から当該レーザビームプリンタ１にプリント開始信号が送信されると、画像形成部３においては、感光ドラム２１は不図示の駆動手段によって図２の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その表面が一次帯電器２２によって所定の電位に一様に帯電される。そして、端末から送信された画像データに基づくレーザ光がレーザスキャナユニット２６から出力されて感光ドラム２１上に照射されると、該感光ドラム２１上には静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム２１上の静電潜像は、現像装置２３によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。

同時に給紙部５においては、例えば給紙カセット７内に収容された用紙は、ピックアップローラ１３によって最上位のものから１枚ずつピックアップされ、フィードローラ１４とリタードローラ１５及び給紙ローラ１６，１７，１８によって搬送路Ｌの水平部Ｌ１へと送り出され、レジストローラ１９によって一時待機状態とされた後、感光ドラム２１上のトナー像に同期する所定のタイミングで画像形成部３へと供給される。尚、給紙カセット７においては、リフト板９を内底面から離間する方向に回動させることによって、用紙積載板１０をこれに積載された用紙の枚数に応じた所定の高さ位置まで上昇させ、該用紙積載板１０に積載された用紙の最上位のものがピックアップローラ１３によってピックアップされるようになっている。又、手差しトレイ８に積載された用紙に画像を形成する場合には、用紙は、ピックアップローラ２０によって１枚ずつ取り出され、給紙ローラ１６，１８によって搬送路Ｌの水平部Ｌ１へと送り出される。

画像形成部３においては、感光ドラム２１と転写ローラ２４との間の転写ニップへと供給された用紙は、転写ローラ２４によって感光ドラム２１に押し付けられながら搬送されることによって、その表面（転写面）に感光ドラム２１上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着部４へと搬送され、この定着部４において加熱ローラ２８と加圧ローラ２９によって挟み込まれて搬送される過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙へのトナー像の転写後に感光ドラム２１の表面に残留するトナー（転写残トナー）と電荷はクリーニング装置２５によって除去される。

而して、定着部４にて表面にトナー像が定着された用紙は、搬送ローラ３０によって搬送路Ｌの垂直部Ｌ２を上方へと搬送され、排紙ローラ３１によって装置本体１ａの上部に設けられた排紙トレイ３２に排出されて積載される。

以上が用紙の片面に画像を形成する場合の一連の動作であるが、用紙の両面に画像を形成する場合には、定着部４にて片面にトナー像が定着された用紙を搬送ローラ３０によって搬送路Ｌの垂直部Ｌ２へと送り込んだ後、搬送ローラ３０を逆転させることによって用紙をスイッチバックさせて別の搬送路Ｌ’へと送り込む。そして、搬送路Ｌ’に設けられた複数の搬送ローラ３３によって用紙を搬送路Ｌ’に沿って前方（図２の右方）へと搬送し、該用紙を給紙ローラ１６，１７，１８によって搬送路Ｌの水平部Ｌ１に再び送り込めば、該用紙の表裏が逆転し、以後、前記と同様の動作によって感光ドラム２１上のトナー像を用紙の表面（画像が形成されていない他方の面）に転写し、そのトナー像を定着部４において用紙に定着させれば、用紙の両面に画像が形成される。このようにして両面に画像が形成された用紙は、前記と同様に搬送ローラ３０によって搬送路Ｌの垂直部Ｌ２を上方へと搬送され、排紙ローラ３１によって排紙トレイ３２に排出される。

次に、本発明の要旨を図３〜図７に基づいて説明する。

図３は給紙カセットの斜視図、図４は給紙カセット挿入時のリフト機構と装置本体側の駆動ギヤとの連結を示す給紙カセットの部分側面図、図５は用紙積載板が上昇している状態を示す給紙カセットの部分斜視図、図６は給紙カセット未挿入時のリフト機構と装置本体側の駆動ギヤとの関係を示す給紙カセットの部分側面図、図７は用紙積載板が最降下位置にある状態を示す給紙カセットの部分斜視図である。

前記給紙カセット７には、図３に示すように、用紙積載板１０がその後端側端部（図３の右端部）の左右を軸１２によって上下に回動可能に可能に支持されて設けられており、その前端部の下面には、図５に示すように、前記リフト駆動軸１１に取り付けられた前記リフト板９の先端部が当接している。

ここで、用紙積載板１０は、小サイズの用紙も積載可能であるように両側部が大きく切り欠かれて中間部が幅狭に成形されており、その両側部には用紙を揃えるための左右一対のサイドカーソル３５が互いに接離可能なように幅方向にスライド自在に設けられている。

ところで、用紙積載板１０は、これに積載された用紙の枚数に応じた所定の高さ位置まで押し上げられるが、これを押し上げるためのリフト機構は、前記リフト板９とリフト駆動軸１１の他、図５に示す扇形ギヤ（セクタギヤ）３６とこれに噛合する駆動中継用ギヤ３７で構成されている。

上記扇形ギヤ３６と駆動中継用ギヤ３７は、給紙カセット７の一方の側壁の外側に上下に配されており、扇形ギヤ３６は、前記リフト駆動軸１１の一端部に取り付けられ、駆動中継用ギヤ３７は、軸３８によって給紙カセット７の側壁に回転可能に軸支され、扇形ギヤ３６に噛合している。そして、これらの扇形ギヤ３６と駆動中継ギヤ３７は、図３に示すように、ギヤカバー３９によって覆われており、図示しないが、ギヤカバー３９の前面側の開口部からは駆動中継用ギヤ３７の一部が露出している。

他方、図４及び図６に示すように、装置本体１ａ側には、駆動軸４０の一端に取り付けられた駆動ギヤ４１が設けられており、この駆動ギヤ４１は装置本体１ａに内蔵された不図示のモータによって回転駆動され、該駆動ギヤ４１には、給紙カセット７の着脱動作に連動して給紙カセット７側の前記駆動中継用ギヤ３７が接離する。即ち、駆動中継用ギヤ３７は、装置本体１ａ側の駆動手段（駆動ギヤ４１）と給紙カセット７側のリフト機構との連結を給紙カセット７の着脱動作に連動して断接するジョイント機構を構成している。

ここで、図４に示すように、駆動ギヤ４１と駆動中継ギヤ３７とはその回転中心が上下方向（給紙カセット７の着脱方向に対して直角方向）に図示のεだけ偏心した位置に配置されている。尚、図４に示すように、給紙カセット７には、挿入時の位置決め用段部７ａが形成されている。

引き出した給紙カセット７を装置本体１ａに図４の矢印方向に挿入すると、該給紙カセット７に設けられた駆動中継用ギヤ３７が装置本体１ａ側の駆動ギヤ４１に噛合し、該給紙カセット７側のリフト機構と装置本体１ａ側の駆動手段（駆動ギヤ４１）とが連結される。この状態で装置本体１ａ側の駆動ギヤ４１が図４の矢印ａ方向（時計方向）に回転駆動されると、その回転が給紙ユニット７側の駆動中継用ギヤ３７に伝達されて該駆動中継用ギヤ７が矢印ｂ方向（反時計方向）に回転駆動される。そして、この駆動中継用ギヤ３７の回転は扇形ギヤ３６を経てリフト駆動軸１１に伝達され、該リフト駆動軸１１とこれに取り付けられたリフト板９が図４の矢印ｃ方向（時計方向）に一体に回動するため、図５に示すように、用紙積載板１０がリフト板９によって押し上げられる。

他方、給紙カセット７に用紙を補給する等のために該給紙カセット７を装置本体１ａから図６の矢印方向（手前側）に引き出すと、給紙カセット７側の駆動中継用ギヤ３７が装置本体１ａ側の駆動ギヤ４１から離間して両者の噛合が解除され、給紙カセット７のリフト機構の装置本体１ａの駆動手段（駆動ギヤ４１）との連結が解除される。このため、給紙カセット７を用紙の送り出し方向に引き出すことができる。

又、上述のように給紙カセット７を装置本体１ａから引き出すと、駆動中継用ギヤ３７の駆動ギヤ４１との噛合が解除されて該駆動中継用ギヤ３７の回転がフリーとなるため、用紙積載板１０は自重によって自動的に降りる。このため、用紙積載板１０に用紙を積載する場合に該用紙積載板１０を降ろす必要がなくなり、用紙の積載を容易に行うことができる。

以上のように、本実施の形態では、装置本体１ａ側の駆動手段と給紙カセット７側のリフト機構との連結を給紙カセット７の着脱動作に連動して断接するジョイント機構として駆動中継用ギヤ３７を給紙カセット７に設けたため、該ジョイント機構の構成が簡素化し、給紙カセット７を用紙の送り出し方向に引き出す構成であっても、簡単な構成で給紙カセット７のリフト板９を電動で回動させて用紙積載板１０を用紙の枚数に応じた所定の高さ位置まで押し上げることができる。

又、前述のように駆動ギヤ４１と駆動中継ギヤ３７とをその回転中心が上下方向（給紙カセット７の着脱方向に対して直角方向）にεだけ偏心した位置に配置したため（図４参照）、給紙カセット７の着脱時における駆動ギヤ４１と駆動中継ギヤ３７との接離（噛合及び噛合解除）が常に確実且つ円滑になされるとともに、給紙カセット７の装置本体１ａに対する着脱も円滑になされる。

尚、以上は本発明を特にレーザビームプリンタに適用した形態について説明したが、本発明は、プリンタの他、複写機やファクシミリ装置等の他の任意の画像形成装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

本発明に係る画像形成装置（レーザビームプリンタ）の斜視図である。 本発明に係る画像形成装置（レーザビームプリンタ）の側断面図である。 本発明に係る画像形成装置（レーザビームプリンタ）の給紙カセットの斜視図である。 給紙カセット挿入時のリフト機構と装置本体側の駆動ギヤとの連結を示す給紙カセットの部分側面図である。 用紙積載板が上昇している状態を示す給紙カセットの部分斜視図である。 給紙カセット未挿入時のリフト機構と装置本体側の駆動ギヤとの関係を示す給紙カセットの部分側面図である。 用紙積載板が最降下位置にある状態を示す給紙カセットの部分斜視図である。

符号の説明

１ レーザビームプリンタ（画像形成装置）
１ａ 装置本体
２ 給紙部
３ 画像形成部
４ 定着部
５ 排紙部
６ スイッチバック部
７ 給紙トレイ
７ａ 位置決め用段部
８ 手差しトレイ
９ リフト板
１０ 用紙積載板
１１ リフト駆動軸
１２ 軸
１３ ピックアップローラ
１４ フィードローラ
１５ リタードローラ
１６〜１８ 給紙ローラ
１９ レジストローラ
２０ ピックアップローラ
２１ 感光ドラム
２２ 一次帯電器
２３ 現像装置
２４ 転写ローラ
２５ クリーニング装置
２６ レーザスキャナユニット（ＬＳＵ）
２７ トナーホッパー
２８ 加熱ローラ
２９ 加圧ローラ
３０ 搬送ローラ
３１ 排紙ローラ
３２ 排紙トレイ
３３ 搬送ローラ
３４ 操作表示部
３５ サイドカーソル
３６ 扇形ギヤ
３７ 駆動中継用ギヤ
３８ 軸
３９ ギヤカバー
４０ 駆動軸
４１ 駆動ギヤ
Ｌ，Ｌ’ 搬送路
Ｌ１ 搬送路の水平部
Ｌ２ 搬送路の垂直部

Claims (3)

1. 装置本体側の駆動手段からの駆動力を受けて用紙積載板を押し上げるリフト機構を備えた給紙カセットを装置本体に対して用紙送り出し方向に引き出すことができる画像形成装置において、
   装置本体側の前記駆動手段と給紙カセット側の前記リフト機構との連結を前記給紙カセットの着脱動作に連動して断接するジョイント機構を給紙カセットに設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ジョイント機構を、装置本体側の駆動ギヤに対して接離する駆動中継用ギヤを含んで構成したことを特徴とする請求項１記載画像形成装置。
3. 前記駆動ギヤと前記駆動中継用ギヤとをその回転中心が前記給紙カセットの着脱方向に対して直角方向に偏心した位置に配置したことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。

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