JP2009012947A - 用紙トレイ着脱機構及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙トレイの収納、排出の際の操作性を向上するとともに、収納位置で用紙トレイを確実に保持すること。
【解決手段】画像形成装置１０に対して用紙トレイ１１０を着脱する用紙トレイ着脱機構１２０であって、画像形成装置１０に対する用紙トレイ１１０の収納又は排出を検知するセンサー１４４，１４６と、センサー１４４，１４６の検知に応じて駆動され、用紙トレイ１１０を収納完了位置に収納し、又は用紙トレイ１１０を収納完了位置から排出する駆動機構１２０と、を備え、駆動機構１２０は、収納完了位置で用紙トレイを収納方向に付勢する第１の弾性部材１３２を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、用紙トレイ着脱機構及び画像形成装置に関する。
に関する。

複写機やプリンタなどの画像形成装置には、用紙を収納する用紙トレイが装置本体に対して引き出し可能に設けられている。通常、用紙トレイ内の用紙が無くなった際には、用紙トレイを画像形成装置から引き出して用紙トレイ内に用紙を追加補充した後、用紙トレイを画像形成装置内に押し込むという操作が行われる。近時では、用紙トレイをモータ等の駆動手段で駆動する手法が知られている。

特開平５−２３８５６５号公報 特開平５−２７０６６９号公報 特開平５−２７８８７４号公報 特開２００５−１７８９２５号公報 特開２００５−２６３３４６号公報

しかしながら、上記従来の技術は、モータ、ギアなどの駆動手段により用紙トレイを駆動することは想定しているが、用紙トレイを画像形成装置から取り外すことを想定して駆動機構を構成したものではない。特許文献１〜３に記載された技術では、用紙トレイを画像形成装置本体から取り外すことを想定していないため、取り外した用紙トレイを再装着した際に、ギアを安定して噛み合わせることは困難である。また、特許文献４，５に記載された技術は、用紙トレイの引き込みは駆動手段により行っているが、用紙トレイの排出は全て手動で行う必要がある。

また、通常、用紙トレイを画像形成装置に装着した状態では、画像形成装置から用紙トレイが外れないように、画像形成装置に設けられた保持手段が用紙トレイを保持するように構成されている。

しかしながら、用紙トレイを押し込んだ際には、保持手段と用紙トレイが係合するため、用紙トレイを押す力に変動が生じるという問題がある。以下、図２２〜図２５に基づいてこの問題について詳細に説明する。図２２に示すように、画像形成装置５００の本体内部に収納された用紙トレイ６００は、画像形成装置５００に固定された保持手段（キャッチ）５１０が用紙トレイ６００の係合部６１０に係合することによって本体内部に固定される。キャッチ５１０としては、金属バネ、プラスチックバネなどのバネを用いた構成が一般に用いられている。

図２３（Ａ）〜（Ｄ）に示す順に従って用紙トレイ６００を本体内部に押し込んでいくと、用紙トレイ６００に形成された係合部６１０がキャッチ５１０の溝５１０ａ内に進入し、キャッチ５１０が外側に広がるように変形する。そして、図２３（Ｃ）に示す死点位置を過ぎると、キャッチ５１０の弾性変形が元に戻るため、用紙トレイ６００には画像形成装置５００の本体に引き込まれる力が作用する。その後、係合部６１０はキャッチ５１０の溝５１０ａ内に収納され、用紙トレイ６００が画像形成装置５００に保持される。

図２４は、用紙トレイ６００を挿入する際の挿入力が、キャッチ５１０の弾性によって変化する様子を示している。図２４に示すように、挿入方向に用紙トレイ６００を動かしていくと、係合部６１０がキャッチ５１０に当接するまでの間は、用紙トレイ６００には摩擦力による抵抗のみがかかる。係合部６１０がキャッチ５１０に当接すると、キャッチ５１０が変形しながら係合部６１０がキャッチ５１０の溝５１０ａの内部に進入するため、挿入力は急激に増加する。その後、係合部６１０が死点位置を過ぎると、キャッチ５１０の弾性変形が元に戻ることによって用紙トレイ６００が本体内に引き込まれる。従って、挿入力は急激に低下し、負の力となる。死点位置を超えて挿入を完了するためには、図２４に示す挿入力Ｆを超える力が必要となる。用紙トレイ６００が収納完了位置に到達すると、収納動作が完了し、係合部６１０がキャッチ５１０の溝５１０ａ内に保持される。この状態では、キャッチ５１０による保持力Ｈが発生しており、用紙トレイ６００を引き出す場合は、保持力Ｈ以上の排出力が必要となる。

図２５は、用紙トレイ６００を引き出す際の排出力が、キャッチ５１０の弾性によって変化する様子を示している。用紙トレイ６００を引き出す力がキャッチ５１０による保持力Ｈを上回ると、用紙トレイ６００が引き出し方向に変位する。この際、係合部６１０がキャッチ５１０の溝５１０ａを広げながら引き出されるため、排出力は急激に増加する。その後、係合部６１０が死点位置を過ぎると、キャッチ５１０の弾性変形が元に戻ることによって用紙トレイ６００が本体から押し出される。従って、用紙トレイ６００に作用する排出力は急激に低下し、負の力となる。死点位置を超えて排出を完了するためには、図２５に示す引抜力Ｆを超える力が必要となる。用紙トレイ６００の係合部６１０がキャッチから離脱すると、用紙トレイ６００には摩擦力による抵抗のみがかかり、排出力は一定の力となる。

このように、用紙トレイ６００を画像形成装置５００に出し入れする際には、用紙トレイ６００の係合部６１０と本体側のキャッチ５１０とが係合する際、または係合部６１０がキャッチ５１０から離脱する際に、キャッチ５１０の弾性変形による力が用紙トレイ６００に作用する。このため、用紙トレイ６００の挿入力又は排出力は大きく変動してしまう。従って、キャッチ５１０と係合部６１０を係合させる際、またはキャッチ５１０を係合部６１０から離脱させる際に大きな力が必要となり、操作性が低下するという問題がある。

更に、大型の画像形成装置などでは、用紙トレイに収納される用紙枚数が大量になると、用紙トレイの操作に非常に大きな力が必要となり、操作性が更に低下するという問題がある。

また、用紙トレイを画像形成装置に収納した際には、上述のように用紙トレイを画像形成装置に確実に保持する必要がある。しかしながら、駆動機構により用紙トレイを駆動した場合において、収納完了位置で用紙トレイを保持し、且つ、用紙トレイを画像形成装置から取り外し可能に構成することは困難である。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、用紙トレイの収納、排出の際の操作性を向上することが可能な、新規かつ改良された用紙トレイ着脱機構及び画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、画像形成装置から取り外し可能な用紙トレイと、前記画像形成装置に対する前記用紙トレイの収納動作又は排出動作を検知するセンサーと、前記センサーによる検知に基づいて前記用紙トレイと係合し、前記用紙トレイを収納完了位置に収納し、又は前記用紙トレイを前記収納完了位置から排出する駆動機構と、を備える用紙トレイ着脱機構が提供される。

上記構成によれば、用紙トレイは画像形成装置から取り外し可能とされ、センサーにより画像形成装置に対する用紙トレイの収納動作又は排出動作が検知される。そして、センサーによる検知に基づいて駆動機構が用紙トレイと係合して、用紙トレイが収納完了位置に収納され、また、用紙トレイが収納完了位置から排出される。これにより、自動で用紙トレイを収納、排出することが可能となるとともに、用紙トレイを画像形成装置から取り外すことができるため、操作性を大幅に向上することができる。

また、前記駆動機構は、モータと、前記モータの駆動力を受けて駆動され、前記用紙トレイに設けられた被係合部に前記モータの駆動力を伝達する係合部と、を備えるものであってもよい。かかる構成によれば、モータの駆動力が係合部から用紙トレイの被係合部に伝達されるため、モータの駆動力により用紙トレイを駆動することが可能となる。

また、前記駆動機構は、前記収納完了位置で前記用紙トレイを収納方向に付勢する第１の弾性部材を備えるものであってもよい。かかる構成によれば、収納完了位置で用紙トレイが収納方向に付勢されるため、用紙トレイを確実に保持することが可能となる。

また、前記収納完了位置で前記排出動作が行われた場合に、前記第１の弾性部材が変位することで前記用紙トレイが排出方向へ移動し、前記センサーにより前記排出動作が検知されるものであってもよい。かかる構成によれば、収納完了位置で排出動作が行われた場合は、第１の弾性部材が変位することで用紙トレイが排出方向に移動されるため、排出動作をセンサーで検知することが可能となる。

また、前記駆動機構は、前記収納動作による操作力が前記駆動機構に作用した場合に変位する第２の弾性部材を備えるものであってもよい。かかる構成によれば、用紙トレイの収納時に、収納動作による操作力が駆動機構に作用すると、第２の弾性部材が変位するため、過度な操作力が加えられた場合であっても、駆動機構に作用する力を第２の弾性部材で吸収することができる。従って、駆動機構が損傷してしまうことを確実に回避できる。

また、前記収納動作が行われた場合に、前記第２の弾性部材が変位することで前記用紙トレイが収納方向へ移動し、前記センサーにより前記収納動作が検知されるものであってもよい。かかる構成によれば、収納動作が行われた場合に、第２の弾性部材が変位することで用紙トレイが収納方向へ移動することで、収納動作をセンサーで検知することが可能となる。

また、前記モータの駆動力を前記係合部に伝達するための複数の部材を備え、前記第１及び第２の弾性部材は、前記複数の部材が相対的に移動する部位に設けられるものであってもよい。かかる構成によれば、モータの駆動力を係合部に伝達するための複数の部材が相対的に移動する部位に第１及び第２の弾性部材が設けられるため、第１の弾性部材により用紙トレイを収納完了位置で確実に保持することが可能となり、また、用紙トレイへの収納方向の操作力が駆動機構に作用した場合にその力を第２の弾性部材で吸収することができる。

また、前記用紙トレイの移動に伴って前記収納完了位置の近傍で弾性変形する保持部を備え、前記用紙トレイは、前記収納完了位置において前記保持部によって前記画像形成装置に保持されるものであってもよい。かかる構成によれば、収納完了位置において保持部の弾性変形により用紙トレイを確実に保持することができる。

また、前記センサーは、前記用紙トレイの収納時に前記用紙トレイが前記収納完了位置の近傍に到達したことを検知し、当該検知により前記モータの駆動を停止するものであってもよい。かかる構成によれば、用紙トレイが前記収納完了位置の近傍に到達したことを検知してモータの駆動を停止することで、保持部の弾性により用紙トレイを自動で収納することが可能となる。

また、前記センサーは、前記用紙トレイの排出時に、前記用紙トレイが前記係合部と前記被係合部との係合が外れる位置に到達したことを検知した場合は、前記モータの駆動を停止するものであってもよい。かかる構成によれば、モータの駆動を停止した後、用紙トレイを画像形成装置から取り外すことが可能となる。

また、前記モータの駆動を停止した後、所定時間の間、前記モータを排出方向と逆方向に回転させるものであってもよい。かかる構成によれば、モータの駆動を停止した後、駆動機構を初期状態に設定することが可能となる。

また、前記モータの駆動力を前記係合部に伝達するため少なくとも２つの部材を備え、前記２つの部材の間に摩擦クラッチが設けられたものであってもよい。かかる構成によれば、収納動作又は排出動作の際に過度に大きな操作力が加わった場合であっても、摩擦クラッチが作動するため、駆動機構に損傷が生じてしまうことを確実に回避できる。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記の用紙トレイ着脱機構を備えた画像形成装置が提供される。かかる構成によれば、自動で用紙トレイを収納、排出することが可能となるとともに、用紙トレイを画像形成装置から取り外すことができるため、操作性を大幅に向上した画像形成装置を提供することができる。

本発明によれば、用紙トレイの収納、排出の際の操作性を向上することが可能な用紙トレイ着脱機構及び画像形成装置を提供することが可能となる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
先ず、図１に基づいて、本発明の各実施形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。本実施形態は、電子写真方式の例えば複写機やプリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものであり、画像形成装置は、例えば非磁性のトナーと磁性体のキャリアとを混合した現像剤を用いて画像形成を行うものである。

本実施形態の画像形成装置１０は、図１に示すように、タンデム方式の画像形成装置１０であり、被記録画像の画像信号に応じて、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの色毎に設けられ、各色のトナー像をそれぞれ形成する複数の現像手段１と、各現像手段１で形成したトナー像が順次転写される転写ベルト２ａを備えた中間転写体２と、例えばシートなどの記録体Ｓを収納した用紙トレイ１１０から記録体Ｓを取り出しつつこれを搬送する記録体搬送手段３と中間転写体２から記録体Ｓに転写したトナー像を記録体Ｓに固定する定着手段４とが主な構成要素とされている。

色毎に設けられた複数の現像手段１は、図１に示すように、それぞれ、略円筒状に形成され、軸線Ｏ１周りに回転可能に設けられた感光体ドラム（像担持体）１ａと、感光体ドラム１ａの外周面を一様に負電荷に帯電させる帯電器１ｂと、帯電器１ｂに対して感光体ドラム１ａの回転方向Ｔ１の上流側に設けられ、感光体ドラム１ａの外周面に付着したトナーを除去して清浄化するクリーニング装置１ｃと、外周面に担持した負電荷のトナーを光走装置５で感光体ドラム１ａの外周面上に形成した静電潜像に供給し感光体ドラム１ａにトナー像を形成するトナー担持体１ｄと、固定の磁石体を内包しトナーと磁性体のキャリアを混合した現像剤を外周面に磁気的に担持しつつ搬送してトナー担持体１ｄにトナーを供給する現像剤担持体１ｅと、現像剤担持体１ｅが担持した現像剤の量を規制しつつこの現像剤を薄層形成する規制棒１ｆと、現像剤を攪拌しつつ搬送してこれを現像剤担持体１ｅに供給する一対の現像剤攪拌手段１ｇ，１ｈとから構成されている。また、一様に帯電した感光体ドラム１ａの外周面にレーザ光を照射しつつ走査し露光して、感光体ドラム１ａに被記録画像の画像信号に応じた静電潜像を形成する光走装置５が、現像手段１とは別に画像形成装置１０に設けられている。

現像剤担持体１ｅと規制棒１ｆと一対の現像剤攪拌手段１ｇ，１ｈは、現像剤担持体１ｅの下方に一対の現像剤搬送手段１ｇ，１ｈを配しつつ第２筐体（収容部）１ｑに一体に収められている。収容部１ｑ内には、一対の現像剤搬送手段１ｇ，１ｈが配置された下方部分にトナーとキャリアを混合した現像剤が収容される。ちなみに、トナーは、現像手段１とは別に画像形成装置Ａ内に設けられた色毎のトナーをそれぞれ貯留するトナー貯留槽８ｍ，８ｙ，８ｃ，８ｂが、複数の現像手段１の複数の収容部１ｑにそれぞれ接続されて供給される。

中間転写体２は、その内周側に配置された駆動ローラ２ｂとテンションローラ２ｃと支持ローラ２ｄ，２ｅとにより循環移動される無端状の転写ベルト２ａと、転写ベルト２ａの内周側に設けられ、転写ベルト２ａの外周側に配置されたそれぞれの現像手段１の感光体ドラム１ａの外周側に転写ベルト２ａを押圧する複数の一時転写ローラ２ｆと、転写ベルト２ａの搬送方向（矢印方向）の最下流側に設けられたブラックのトナー像を形成する現像手段１よりも移送方向下流側に配置された支持ローラ２ｅと対向し、この支持ローラ２ｅとともに転写ベルト２ａを挟むように設けられた２次転写ローラ２ｇと、移送方向の最上流側に設けられたマゼンタのトナー像を形成する現像手段１よりも移送方向上流側の転写ベルト２ａ外周側に設けられ、転写ベルト２ａに付着したトナーを除去するベルトクリーニング装置２ｈとから構成されている。

記録搬送手段３は、同期して回転する複数の搬送ローラ３ｂを備えており、記録体Ｓを用紙トレイ１１０から取り出しつつこれを搬送し、前述の二次転写ローラ２ｇと転写ベルト２ａの間に供給するためのものである。また、二次転写ローラ２ｇによりトナー像を担持した記録体Ｓを、後述の記録体Ｓ搬送方向下流側に設けられた定着装置４に搬送し、これによりトナー像が溶融定着された記録体Ｓをさらに搬送して画像形成装置本体１０の外部に排出するためのものである。

定着装置４は、互いの外周面が押圧接触するように設けられた加熱ローラ４ａと加圧ローラ４ｂとを備えて構成されている。加熱ローラ４ａは、略円筒状に形成されつつ軸回転可能とされ、例えば金属製の芯材にシリコンゴム等の耐熱弾性層が巻き付けられて構成され、その内部に例えばハロゲンランプなどの熱源を備えるものとされている。一方、加圧ローラ４ｂは、軸回転可能な略円柱状に形成され、例えば金属製の芯材にシリコンゴム等の耐熱弾性層が巻き付けられて構成されている。このような定着装置４は、加熱ローラ４ａと加圧ローラ４ｂの間に給送された記録体Ｓに対して、これが担持するトナー像を加熱溶融させつつ加圧して、記録体Ｓにトナー像を溶融定着させることが可能とされている。

図２は、本実施形態の画像形成装置１０に設けられた用紙トレイ着脱機構の構成を示す模式図である。図２は、用紙トレイ１１０の側方、すなわち、用紙トレイ１１０の移動方向と直交する方向から用紙トレイ着脱機構を見た状態を示している。

図２に示すように、用紙トレイ１１０の後部には、山形状のフック１１４が取り付けられている。図２に示すように、フック１１４は上側に向かって幅が狭くなる形状とされており、２つの斜面１１４ａ，１１４ｂを備えている。

画像形成装置１０本体には、用紙トレイ１１０を駆動するための駆動機構１２０が設けられている。図３は、駆動機構１２０の詳細な構成を示す図であって、図２の矢印Ａ方向から駆動機構１２０を見た状態を示している。図３に示すように、駆動機構１２０は、モータ１２２、減速ギア１２４、駆動ギア１２６、ディスク（Ａ）１２８、ディスク（Ｂ）１３０、トーションバネ（Ａ）１３２、トーションバネ（Ｂ）１３４、を有して構成されている。モータ１２２の駆動軸１２２ａにはウォームギア１３４が取り付けられている。また、減速ギア１２４はピッチ円径が異なる２つのギア１２４ａ，１２４ｂを一体に重ねて構成され、ウォームギア１３４は、減速ギア１２４のギアのうち大径のギア１２４ａに係合している。

減速ギア１２４の小径のギア１２４ｂは駆動ギア１２６に係合している。駆動ギア１２６の回転中心に設けられた孔１２６ａはディスク（Ｂ）１３０に設けられた軸１３０ａに挿入されており、ディスク（Ｂ）１３０に対して駆動ギア１２６は回動可能に嵌合している。また、ディスク（Ａ）１２８の回転中心に設けられた孔１２８ａは、ディスク（Ｂ）１３０の軸１３０ｂに挿入されており、ディスク（Ｂ）１３０に対してディスク（Ａ）１２８は回動可能に嵌合している。

駆動ギア１２６には、扇形状の孔１２６ｂが設けられている。また、ディスク（Ａ）１２８にも、扇形状の孔１２８ｂが設けられている。そして、ディスク（Ｂ）１３０に設けられて駆動ギア１２６側に突出したボス１３０ｃが、駆動ギア１２６の孔１２６ｂに貫通している。また、ディスク（Ｂ）１３０に設けられてディスク（Ａ）１２８側に突出したボス１３０ｄが、ディスク（Ａ）１２８の孔１２８ｂに貫通している。

ディスク（Ｂ）１３０の回転中心は軸１３０ａ，１３０ｂと同軸であり、回転中心に設けられた孔１３０ｅは軸１３６に挿入されている。軸１３６は画像形成装置１０の本体に固定されている。軸１３６の先端にはＣリング１３８が装着されており、ディスク（Ｂ）１３０のスラスト方向の動きが規制されている。

図２では、駆動機構１２０のうち、主としてディスク（Ａ）１２８、ディスク（Ｂ）１３０、トーションバネ（Ａ）１３２の位置関係を示している。図２に示すように、ディスク（Ａ）１２８には、回転中心に対して９０°の角度だけ離間して２つのローラ１４０，１４２が装着されている。図３に示すように、ローラ１４０は、ディスク（Ａ）１２８に固定されたローラ軸１４０ａと、ローラ軸１４０ａに挿入されたローラゴム１４０ｂとから構成されている。同様に、ローラ１４２は、ディスク（Ａ）１２８に固定されたローラ軸１４２ａと、ローラ軸１４２ａに挿入されたローラゴム１４２ｂとから構成されている。

図３に示すように、水平方向の位置関係において、フック１１４の位置はローラ１４０，１４２の位置に対応しており、フック１１４の幅はローラ１４０，１４２の長さに対応している。

図２に示すように、ディスク（Ａ）１２８の孔１２８ｂには、ディスク（Ｂ）１３０のボス１３０ｄが貫通している。また、図２及び図３に示すように、ディスク（Ａ）１２８には突起部１２８ｃが設けられている。図３に示すように、トーションバネ（Ａ）１３２は、リングの部分がディスク（Ｂ）１３０の軸１３０ｂに挿入されている。そして、トーションバネ（Ａ）１３２の２つの端部は、互いに近接する方向に圧縮されて、突起部１２８ｃとボス１３０ｄとの間に挿入されている。これにより、突起部１２８ｃとボス１３０ｄがトーションバネ（Ａ）１３２の付勢力により互いに離れる方向の力を受け、図２に示すように、ボス１３０ｄと扇形の孔１２８ｂの端面１２８ｄとが当接している。

図４は、駆動機構１２０のうち、主として駆動ギア１２６、ディスク（Ｂ）１３０、トーションバネ（Ｂ）１３４の角度位置の関係を説明するための図であって、図２と同一方向から駆動機構１２０を見た場合の位置関係を示している。説明の便宜上、図４において、他の部材は省略して示している。

図２に示すように、駆動ギア１２６の孔１２６ｂには、ディスク（Ｂ）１３０のボス１３０ｃが貫通している。また、図２及び図４に示すように、駆動ギア１２６には突起部１２６ｃが設けられている。図３に示すように、トーションバネ（Ｂ）１３４は、リングの部分がディスク（Ｂ）１３０の軸１３０ａに挿入されている。そして、トーションバネ（Ｂ）１３４の２つの端部は、互いに近接する方向に圧縮されて、突起部１２６ｃとボス１３０ｃとの間に挿入されている。これにより、突起部１２６ｃとボス１３０ｃがトーションバネ（Ａ）１３２の付勢力により互いに離れる方向の力を受け、ボス１３０ｃと扇形の孔１２６ｂの端面１２６ｄとが当接している。

また、図２に示すように、ディスク（Ａ）１２８の外周の所定の角度位置には、シャッター１２８ｅが設けられている。同様に、ディスク（Ｂ）１３０の外周の所定の角度位置には、シャッター１３０ｅが設けられている。そして、図３に示すように、シャッター１２８ｅとシャッター１３０ｅは、各ディスク１２８，１３０の回転中心軸と直交する同一平面上に配置されている。

図２に示すように、ディスク（Ａ）１２８、ディスク（Ｂ）１３０の外周の所定の角度位置には、２つのセンサー（Ｓ１）１４４、センサー（Ｓ２）１４６が設けられている。図３では、一方のセンサー１４６を示している。図３に示すように、センサー１４６にはスリット（空隙）１４６ａが設けられており、投光部と受光部がスリット１４６ａを間に介して対向している。そして、投光部から図２の紙面垂直方向に赤外光が投光され、受光部で受光される。センサー１４４もセンサー１４６と同様に構成されている。

図３に示すように、各シャッターの位置は、センサー１４４，１４６の位置に対応しており、ディスク（Ａ）１２８、ディスク（Ｂ）１３０の回転位置に応じて、各シャッター１２８ｅ，１３０ｅがセンサー１４４，１４６のスリットに挿入される。シャッター１２８ｅ，１３０ｅがセンサー１４４，１４６のスリットに挿入されると、シャッター１２８ｅ，１３０ｅによって投光部からの赤外光が遮られる。これにより、センサー１４４，１４６からの出力が“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”の状態に切り換わる。従って、センサー１４４，１４６の出力によってディスク（Ａ）１２８、ディスク（Ｂ）１３０の角度位置を検知することができる。

図２及び図３は、画像形成装置１０に対して用紙トレイ１１０が完全に装着されていない状態での位置関係を示しており、この状態における駆動ギア１２６、ディスク（Ａ）１２８、ディスク（Ｂ）１３０の角度位置を初期状態の位置とする。図２に示すように、初期状態では、駆動ギア１２６、ディスク（Ａ）１２８、ディスク（Ｂ）１３０の回転中心を通る鉛直線上にローラ１４２が位置し、回転中心を通る水平線上にローラ１４０が位置している。この状態では、フック１１４の上端とローラ１４０との間の鉛直線方向の間隔はｈである。

次に、図５及び図６に基づいて、用紙トレイ１１０を画像形成装置１０に収納する際の収納工程の動作について説明する。図５は、収納工程を順に示す模式図であって、図２と同様に用紙トレイ１１０の移動方向に対して直交する方向から用紙トレイ１１０及び駆動機構１２０を見た状態を示している。また、図６は、用紙トレイ１１０の収納時において、センサー１４４，１４６の出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。図５（Ａ）〜図５（Ｅ）のそれぞれのタイミングにおいて、右側に示す図は、図２と同様に、駆動機構１２０のうち、主としてディスク（Ａ）１２８、ディスク（Ｂ）１３０、トーションバネ（Ａ）１３２、スリット１２８ｅ，１３０ｅの位置関係を示している。ここで、図２では、トーションバネ（Ａ）１３２、ローラ１４０，１４２、ディスク（Ａ）１２８、突起部１２８ｃ等の部材を破線で示したが、説明の便宜上、図５ではこれらの部材を実線で示すこととする。図５（Ａ）〜図５（Ｅ）のそれぞれのタイミングにおいて、左側に示す図は、図３と同様に、主として駆動ギア１２６、ディスク（Ｂ）１３０、トーションバネ（Ｂ）１３４の位置関係を示している。

先ず、図５（Ａ）に示すように、用紙トレイ１１０が画像形成装置１０の本体へ手動で挿入される。図５（Ａ）に示す状態は、図２及び図３に示す状態に対応しており、駆動ギア１２６、ディスク（Ａ）１２８、ディスク（Ｂ）１３０の角度位置が初期状態に設定されている。

次に、図５（Ｂ）に示すように、用紙トレイ１１０が押し込まれると、フック１１４の上端とローラ１４０との間に間隔ｈが設けられているため、フック１１４がローラ１４０の下を通過して、用紙トレイ１１０が画像形成装置１０の奥に押し込まれる。そして、フック１１４の斜面１１４ｂがローラ１４２と当接し、ローラ１４２が取り付けられたディスク（Ａ）１２８が図中の矢印ＣＷ方向に回動する。このとき、ディスク（Ａ）１２８の孔１２８ｂの端面１２８ｄとディスク（Ｂ）１３０のボス１３０ｄが当接しているため、ディスク（Ｂ）１３０はディスク（Ａ）１２８とともにＣＷ方向に回動する。

ディスク（Ｂ）１３０が回動すると、ボス１３０ｃがＣＷ方向に回動するため、ボス１３０ｃと当接しているトーションバネ（Ｂ）１３４の一端がＣＷ方向に回動する。一方、駆動ギア１２６は減速ギア１２４を介してモータ１２２のウォームギア１３４と係合しているため、駆動ギア１２６は回動することはできない。このため、駆動ギア１２６の突起部１２６ｃの位置は変動せず、トーションバネ（Ｂ）１３４はボス１３０ｃの回動を受けて圧縮される。これにより、図５（Ｂ）の左側の図に示すように、駆動ギア１２６が停止した状態で、駆動ギア１２６の扇形の孔１２６ｂの中でボス１３０ｃがＣＷ方向に回動する。

ディスク（Ｂ）１３０が回動すると、図５（Ｂ）の右側の図に示すように、ディスク（Ｂ）１３０のシャッター１３０ｅがＣＷ方向に回動し、シャッター１３０ｅがセンサー１４４のスリットから外れる。これにより、図６に示すように、センサー（Ｓ１）１４４の出力が“ハイ（Ｈ）”から“ロー（Ｌ）”に切り換わる（時刻ｔ１）。

センサー１４４の出力が“ロー（Ｌ）”の状態になると、モータ１２２の駆動が開始され、駆動ギア１２６がＣＷ方向に回動する。駆動ギア１２６が回動すると、駆動ギア１２６の孔１２６ｂの端面１２６ｄがボス１３０ｃと当接し、駆動ギア１２６の回動がディスク（Ｂ）１３０に伝達されて、ディスク（Ｂ）１３０が駆動ギア１２６とともにＣＷ方向に回動する。また、ディスク（Ｂ）１３０が回動すると、ディスク（Ｂ）１３０のボス１３０ｄとディスク（Ａ）１２８の突起部１２８ｃとの間にトーションバネ（Ａ）１３２が介在しているため、ディスク（Ｂ）１３０の回動が突起部１２８ｃに伝達される。従って、図５（Ｃ）に示すように、ディスク（Ａ）１２８がＣＷ方向に回動する。

このように、本実施形態の構成によれば、用紙トレイ１１０が押し込まれた際に、駆動機構１２０に設けられたトーションバネ（Ｂ）１３４が撓むことにより、用紙トレイ１１０の挿入に応じてディスク（Ｂ）１３０が回動することができる。従って、ディスク（Ｂ）１３０のシャッター１３０ｅの動きを検知することで、用紙トレイ１１０が押し込まれたことを検知することが可能となり、これに基づいてモータ１２２の駆動を開始することが可能となる。また、用紙トレイ１１０が押し込まれた際に、トーションバネ（Ｂ）１３４が撓むことにより、駆動機構１２０に対して過度な力が加わることを回避できる。従って、押し込み操作の際の力によって駆動機構１２０が損傷を受けてしまうことを確実に抑止できる。

そして、図５（Ｃ）に示すように、ディスク（Ａ）１２８の回動により、ローラ１４０とフック１１４の斜面１１４ａが当接し、更にローラディスク１２８が回動することによって、ローラ１４０に押されてフック１１４が図中左側へ移動する。従って、モータ１２２の駆動力により用紙トレイ１１０を自動で画像形成装置１０の内部に引き込むことが可能となる。

用紙トレイ１１０が画像形成装置１０の内部に完全に引き込まれ、収納完了位置に到達すると、図５（Ｄ）に示すように、用紙トレイ１１０が画像形成装置１０の本体に設けられたストッパー１５０に当接する。用紙トレイ１１０がストッパー１５０に当接した後も、モータの駆動は引き続き行われる。なお、図５（Ｄ）に示す状態に達する以前のタイミングで、ディスク（Ａ）１２８のシャッター１２８ｅがセンサー１４４のスリットに入り、センサー１４４の出力は“ハイ（Ｈ）”になっている（図６に示す時刻ｔ２）。

図５（Ｄ）に示す状態でモータ１２２が更に回転すると、図５（Ｅ）の左側の図に示すように、駆動ギア１２６とともにディスク（Ｂ）１３０は回動する。一方、用紙トレイ１１０がストッパー１５０に当接しているため、ディスク（Ａ）１２８は回動することができない。

従って、図５（Ｅ）の右側の図に示すように、モータ１２２の駆動力によりディスク（Ｂ）１３０が回動すると、ディスク（Ａ）１２８が停止した状態で、ディスク（Ａ）１２８の孔１２８ｂの中でボス１３０ｄがＣＷ方向に回動し、トーションバネ（Ａ）１３２が圧縮されて撓む。

そして、トーションバネ（Ａ）１３２が撓みながらディスク（Ｂ）１３０がＣＷ方向に回動すると、図５（Ｅ）の右側の図に示すように、ディスク（Ｂ）１３０のシャッター１３０ｅがセンサー１４６のスリットに入る。これにより、図６に示すように、センサー（Ｂ）１４６の出力が“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”に切り換わる（時刻ｔ３）。センサー１４６の出力が“ハイ（Ｈ）”の状態になると、モータ１２２の駆動が停止する。これにより、用紙トレイ１１０の収納が完了する。

図５（Ｅ）に示す状態では、トーションバネ（Ａ）１３２が撓んでいるため、ディスク（Ａ）１２８はＣＷ方向に付勢されている。従って、フック１１４の斜面１１４ａはローラ１４０から斜面１１４ａにほぼ垂直な力を受けている。このため、用紙トレイ１１０を確実に収納位置に保持することが可能である。

次に、図７及び図８に基づいて、用紙トレイ１１０を画像形成装置１０から排出する際の排出工程の動作について説明する。図７は、排出工程を図５と同様に工程順に示した模式図である。また、図８は、用紙トレイ１１０の排出時において、センサー１４４，１４６の出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。

図７において、図７（Ａ）は、図５（Ｅ）の状態に対応しており、用紙トレイ１１０が画像形成装置１０に収納された状態を示している。図７（Ａ）に示す状態から用紙トレイ１１０が手動で引き出されると、図７（Ｂ）に示すように、フック１１４の斜面１１４ａによってローラ１４０が図中の右方向に押され、ディスク（Ａ）１２８がＣＣＷ方向に回動する。このとき、モータ１２２の駆動が停止しているため、ウォーム機構により、駆動ギア１２６は回動することができない。また、ディスク（Ｂ）１３０のボス１３０ｃが駆動ギア１２６の孔１２６ｂの端面１２６ｄに当接しているため、ディスク（Ｂ）１３０もＣＣＷ方向に回動することはできない。従って、ディスク（Ａ）１２８がＣＣＷ方向に回動すると、ディスク（Ａ）１２８の突起部１２８ｃの動きにより、突起部１２８ｃとボス１３０ｄとの間でトーションバネ（Ａ）１３２が撓む。

ディスク（Ａ）１２８がトーションバネ（Ａ）１３２の撓みを伴いながらＣＣＷ方向に回動すると、図７（Ｂ）の右側の図に示すように、ディスク（Ａ）１２８のシャッター１２８ｅがセンサー１４４のスリットから外れる。これにより、図８に示すように、センサー（Ｓ１）１４４の出力が“ハイ（Ｈ）”から“ロー（Ｌ）”に切り換わる（時刻ｔ４）。

センサー（Ｓ１）１４４の出力が“ロー（Ｌ）”に切り換わると、モータ１２２の駆動が開始される。この際、収納工程とは逆方向にモータ１２２が回転し、駆動ギア１２６が図７中の矢印ＣＣＷ方向に回動する。駆動ギア１２６が回動すると、駆動ギア１２６の突起部１２６ｃとディスク（Ｂ）１３０のボス１３０ｃとの間にトーションバネ（Ｂ）１３４が介在しているため、駆動ギア１２６の回動ボス１３０ｃに伝達される。従って、図７（Ｃ）の左側の図に示すように、ディスク（Ｂ）１３０がＣＣＷ方向に回動する。ディスク（Ｂ）１３０が回動すると、ディスク（Ｂ）１３０のシャッター１３０ｅがセンサー１４６のスリットから外れ、センサー１４６の出力は“ロー（Ｌ）”になる（図８に示す時刻ｔ５）。

このように、本実施形態の構成によれば、用紙トレイ１１０が引き出された際に、駆動機構１２０に設けられたトーションバネ（Ａ）１３２が撓むことにより、用紙トレイ１１０の引き出し操作に応じてディスク（Ａ）１２８が回動することができる。従って、ディスク（Ａ）１２８のシャッター１２８ｅの動きを検知することで、用紙トレイ１１０が引き出されたことを検知することが可能となり、これに基づいてモータ１２２の駆動を開始することが可能となる。また、用紙トレイ１１０が引き出された際に、トーションバネ（Ａ）１３２が撓むことにより、駆動機構１２０に対して過度な力が加わることを回避できる。従って、引き出し操作の際の力によって駆動機構１２０が損傷を受けてしまうことを確実に抑止できる。

ディスク（Ｂ）１３０がＣＣＷ方向に回動すると、ディスク（Ｂ）１３０のボス１３０ｄが、ディスク（Ａ）１２８の孔１２８ｂの端面１２８ｄと当接する。これにより、図７（Ｃ）の右側の図に示すように、ディスク（Ａ）１２８が回動する。

これにより、ディスク（Ａ）１２８がローラ１４２がフック１１４の斜面１１４ｂと当接し、斜面１１４ｂが押されることによってフック１１４が図中の右側へ移動される。これにより、用紙トレイ１１０がモータ１２２の駆動力により自動排出される。

更にディスク（Ｂ）１３０が回動すると、図７（Ｄ）の右側の図に示すように、ディスク（Ｂ）１３０のシャッター１３０ｅがセンサー１４４のスリットに入る。これにより、図８に示すように、センサー（Ｓ１）１４４の出力が“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”に切り換わる（時刻ｔ６）。そして、センサー（Ｓ１）１４４の出力が“ハイ（Ｈ）”に切り換わると、モータ１２２の駆動が停止する。

図７（Ｄ）に示すように、センサー（Ｓ１）１４４の出力が“ハイ（Ｈ）”に切り換わった状態では、駆動ギア１２６、ディスク（Ａ）１２８、ディスク（Ｂ）１３０の角度位置が初期状態に復帰する。従って、フック１１４の上端とローラ１４０との間の鉛直線方向の間隔がｈとなり、用紙トレイ１１０を手動で引き出すことが可能となる。これにより、用紙トレイ１１０が画像形成装置１０の外に排出することが可能となる。

なお、第１の実施形態において、トーションバネ１３２，１３４の一方はクラッチ機構により構成しても良い。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図９は、第２の実施形態に係る用紙トレイ１１０の着脱機構を示す模式図である。図９に示すように、第２の実施形態に係る駆動機構１２０は、モータ１２２、減速ギア１２４、駆動ギア２００、ラック２０２、部材（Ａ）２０４、部材（Ｂ）２０６、引張コイルバネ（Ａ）２０８、引張コイルバネ（Ｂ）２１０、回動フック２１２、トーションバネ２１４、フックガイド２１６、を有して構成されている。

用紙トレイ１１０には、フック１１６が取り付けられている。フック１１６の水平方向の位置は、回動フック２１２の位置に対応している。フック１１６には、回動フック２１２と係合する係合部１１６ａが設けられている。

図９において、モータ１２２、減速ギア１２４の構成は第１の実施形態と同様である。モータ１２２の回動は、ウォームギア１３４から減速ギア１２４に伝達され、減速ギア１２４で減速されて駆動ギア２００へ伝達される。

部材（Ｂ）２０６には、２つの長孔２０６ａが設けられており、画像形成装置１０の本体側に設けられたガイド２１８が長孔２０６ａに対して摺動可能に嵌合している。従って、部材（Ｂ）２０６は、図９中で左右方向に移動可能とされている。同様に、部材（Ａ）２０４も図９中で左右方向に移動可能とされている。

ラック２０２は、引張コイルバネ（Ｂ）２１０により部材（Ｂ）２０６と接続されている。また、部材（Ａ）２０４と部材（Ｂ）２０６とは、引張コイルバネ（Ａ）２０８により接続されている。ラック２０２の端面２０２ａと部材（Ｂ）２０６の面２０６ｂは、引張コイルバネ（Ｂ）２１０の付勢力により互いに当接している。また、部材（Ａ）２０４と部材（Ｂ）２０６の対向する端面同士は、引張コイルバネ（Ａ）２０８の付勢力により互いに当接している。

部材（Ａ）２０４には薄板からなるシャッター２２０が設けられている。また、部材（Ｂ）２０６には薄板からなるシャッター２２２が設けられている。部材（Ａ）２０４、部材（Ｂ）２０６の近傍には、２つのセンサー（Ｓ１）２２４、センサー（Ｓ２）２２６が設けられている。センサー２２４，２２６は、第１の実施形態のセンサー１４４，１４６と同様に構成されており、部材（Ａ）２０４、部材（Ｂ）２０６の動きに伴い、センサー２２４，２２６のスリットにシャッター２２０，２２２が挿入される。

回動フック２１２は、部材（Ａ）２０４に対して回動可能に装着されている。トーションバネ２１４は、リングの部分が回動フック２１２の回転中心軸２１６ａに挿入されている。トーションバネ２１４の２つの端部は、互いに近接する方向に圧縮されて、一方の端部は回動フック２１２に係合し、他方の端部は部材（Ａ）２０４に係合している。これにより、回動フック２１２は、軸２１６ａを回転中心として図９中で反時計回り方向に回動する付勢力をトーションバネ２１４から受けている。

フックガイド２１６は、画像形成装置１０の本体側に固定されている。フックガイド２１６は、回動フック２１２との当接面２１６ａと斜面２１６ｂを備え、回動フック２１２の角度を規制する機能を有している。

次に、図１０及び図１１に基づいて、用紙トレイ１１０を画像形成装置１０に収納する際の収納工程の動作について説明する。図１０は、収納工程を順に示す模式図であって、図９と同様に用紙トレイ１１０の移動方向に対して直交する方向から用紙トレイ１１０及び駆動機構１２０を見た状態を示している。また、図１１は、用紙トレイ１１０の収納時において、センサー２２４，２２６の出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。

先ず、図１０（Ａ）に示すように、用紙トレイ１１０が画像形成装置１０の本体へ手動で挿入される。図１０（Ａ）に示す状態は、図９に示す状態に対応している。この状態では、シャッター２２０がセンサー２２４のスリットに挿入されており、センサー２２４の出力が“ハイ（Ｈ）”となっている。

次に、図１０（Ｂ）に示すように、更に用紙トレイ１１０が押し込まれると、フック１１６の端部と部材（Ａ）２０４が当接し、部材（Ａ）２０４が図中で左方向に移動する。

部材（Ａ）２０４が図中の左方向へ駆動されると、回動フック２１２の上面がフックガイド２１６の当接面２１６ａから力を受けて、軸２１２ａを回転中心として時計周りに回動する。これにより、図１０（Ｂ）に示すように、回動フック２１２がフック１１６の係合部１１６ａと係合する。

また、部材（Ａ）２０４と部材（Ｂ）２０６は端面同士で当接しているため、部材（Ｂ）２０６も左方向へ移動する。

一方、ラック２０２は駆動ギア２００と係合しており、駆動ギア２００と係合した減速ギア１２４はウォームギア１３４と係合しているため、ラック２０２は移動することができない。このため、部材（Ｂ）２０６の移動に伴い、引張コイルバネ（Ｂ）２１０が伸び、部材（Ｂ）２０６とラック２０２との相対的な位置が変位する。

図１０（Ｂ）に示すように、部材（Ａ）２０４及び部材（Ｂ）２０６が左方向へ移動すると、シャッター２２２がセンサー２２４のスリットから外れる。これにより、図１０に示すように、センサー（Ｓ１）２２４の出力が“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”の状態に切り換わる（時刻ｔ１１）。

そして、センサー２２４の出力が“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”の状態に切り換わると、モータ１２２の駆動が開始され、図１０（Ｂ）に示すＣＣＷの方向に駆動ギア２００が回動する。これにより、ラック２０２が図中の左方向へ駆動される。

ラック２０２が駆動されると、ラック２０２の端面２０２ａが部材（Ｂ）２０６の面２０６ｂと当接し、部材（Ｂ）２０６が図中の左方向へ駆動される。そして、部材（Ｂ）２０６と部材（Ａ）２０４は引張コイルバネ（Ａ）２０８で連結されているため、引張コイルバネ（Ａ）２０８を介して部材（Ａ）２０４に駆動力が伝わり、部材（Ａ）２０４が図中の左方向へ駆動される。

回動フック２１２はフック１１６の係合部１１６ａと係合しているため、モータ１２２の駆動力により部材（Ａ）２０４が図中の左方向へ駆動されると、用紙トレイ１１０が図中の左方向へ移動する。これにより、用紙トレイ１１０を自動で画像形成装置１０の内部に引き込むことができる。

次に、図１０（Ｃ）に示すように、モータ１２２の駆動を引き続き行うと、用紙トレイ１１０が画像形成装置１０の本体側のストッパー１５０と当接する。また、図１０（Ｃ）より以前のタイミングで、シャッター２２０がセンサー２２４のスリットに入り、センサー（Ｓ１）２２４の出力が“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”の状態に切り換わる（図１１に示す時刻ｔ１２）。

次に、図１０（Ｄ）に示すように、モータ１２２の駆動を引き続き行うと、部材（Ａ）２０４はストッパー１５０により更に移動することができないため、部材（Ｂ）２０６のみが駆動され、引張コイルバネ（Ａ）２０８が伸び、部材（Ａ）２０４と部材（Ｂ）２０６の対向する端面同士が離間する。そして、シャッター２２２がセンサー２２６のスリットに入る。これにより、図１１に示すように、センサー（Ｓ２）２２６の出力が“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”の状態に切り換わる（時刻ｔ１３）。これにより、収納工程が完了する。

図１０（Ｄ）に示す状態では、引張コイルバネ（Ａ）２０８の付勢力により、用紙トレイ１１０には、図中で左方向への力が作用している。従って、用紙トレイ１１０を収納完了位置に確実に保持することが可能となる。

次に、図１２及び図１３に基づいて、用紙トレイ１１０を画像形成装置１０から排出する際の排出工程の動作について説明する。図１２は、排出工程を順に示す模式図である。また、図１３は、用紙トレイ１１０の排出時において、センサー２２４，２２６の出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。

図１２において、図１２（Ａ）は、図１０（Ｄ）の状態に対応しており、用紙トレイ１１０が画像形成装置１０に収納された状態を示している。

図１２（Ａ）に示す状態から用紙トレイ１１０が手動で引き出されると、フック１１６に回動フック２１２が係合しているため、部材（Ａ）２０４が図中で右方向に移動する。一方、ウォーム機構によりラック２０２は移動できないため、部材（Ｂ）２０６は面２０６ｂがラック２０２の端面２０２ａに当接した状態で移動することができない。このため、引張コイルバネ（Ａ）２０８が伸びる。

次に、図１２（Ｂ）に示すように、部材（Ａ）２０４の移動に伴ってシャッター２２０がセンサー２２４のスリットから外れる。これにより、図１３に示すように、センサー（Ｓ１）２２４の出力が“ハイ（Ｈ）”から“ロー（Ｌ）”の状態に切り換わる（時刻ｔ２１）。これにより、モータ１２２の駆動が開始され、駆動ギア２００がＣＷ方向に回動する。

駆動ギア２００がＣＷ方向に回動すると、ラック２０２が図中で右方向に駆動され、ラック２０２と部材（Ｂ）２０６は引張コイルバネ（Ｂ）２１０で連結されているため、部材（Ｂ）２０６も右方向へ駆動される。そして、図１２（Ｃ）に示すように、部材（Ａ）２０４と部材（Ｂ）２０６の対向する端面同士が当接し、部材（Ａ）２０４が図中右方向へ駆動される。これにより、部材（Ａ）２０４とフック１１６の端部が当接しているため、用紙トレイ１１０が右方向へ駆動され、用紙トレイ１１０を自動で排出することができる。

次に、図１２（Ｄ）に示すように、シャッター２２２がセンサー２２４のスリットに入ると、センサー２２４の出力が“ロー（Ｌ）”
から“ハイ（Ｈ）”に切り換わる（図１３の時刻ｔ２３）。これにより、モータ１２２の駆動が停止される。

図１２（Ｄ）に示す状態は、図１０（Ａ）に示す状態に対応しており、この位置まで部材（Ａ）２０４が駆動されると、フックガイド２１６による回動フック２１２の位置の規制が外れるため、トーションバネ２１４の付勢力により回動フック２１２が反時計回りに回動し、回動フック２１２とフック１１６との係合が外れる。従って、用紙トレイ１１０を手動で引き出すことが可能となる。

なお、第２の実施形態において、引張コイルバネ（Ａ）２０８は、第１の実施形態のトーションバネ（Ａ）１３２と同様の機能を有している。用紙トレイ１１０が引き出された際に、引張コイルバネ（Ａ）２０８が撓むことにより、用紙トレイ１１０の引き出し操作に応じて部材（Ａ）２０４が動く。従って、シャッター２２０の動きを検知することで、用紙トレイ１１０が引き出されたことを検知することが可能となる。

また、第２の実施形態において、引張コイルバネ（Ｂ）２１０は、第１の実施形態のトーションバネ（Ｂ）１３４と同様の機能を有している。用紙トレイ１１０が押し込まれた際に、引張コイルバネ（Ｂ）２１０が撓むことにより、用紙トレイ１１０の挿入に応じて部材（Ｂ）２０６が動く。従って、シャッター２２２の動きを検知することで、用紙トレイ１１０が押し込まれたことを検知することが可能となる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１４は、本実施形態の画像形成装置１０に設けられた用紙トレイ着脱機構の構成を示す模式図である。図１２は、用紙トレイ１１０の側方、すなわち、用紙トレイ１１０の移動方向と直交する方向から用紙トレイ着脱装置１００を見た状態を示している。図１４に示すように、用紙トレイ１１０の側面には、係合部１１２が設けられている。また、画像形成装置１０の本体側には、キャッチ４００が設けられている。キャッチ４００及び係合部１１２の構成は、図２２及び図２３で説明した構成と同様である。

図１４に示すように、用紙トレイ１１０の後部には、山形状のフック１１４が取り付けられている。図１４に示すように、フック１１４は上側に向かって幅が狭くなる形状とされており、２つの斜面１１４ａ，１１４ｂを備えている。

画像形成装置１０本体には、用紙トレイ１１０を駆動するための駆動機構１２０が設けられている。図１４に示すギア３２６、ローラディスク３２８は、駆動機構１２０の一部である。説明の便宜上、図１４では、駆動機構１２０を構成する部材のうち、主としてギア３２６、ローラディスク３２８、ローラ３４０，３４２を図示している。

図１５は、駆動機構１２０の詳細な構成を示す図であって、図１４の矢印Ａ方向から駆動機構１２０を見た状態を示している。図１５に示すように、駆動機構１２０は、モータ３２２、減速ギア３２４、ギア３２６、ローラディスク３２８、圧縮コイルバネ３３２、を有して構成されている。モータ３２２の駆動軸３２２ａにはウォームギア３３４が取り付けられている。また、減速ギア３２４はピッチ円径が異なる２つのギア３２４ａ，３２４ｂを一体に重ねて構成され、ウォームギア３３４は、減速ギア３２４のギアのうち大径のギア３２４ａに係合している。

減速ギア３２４の小径のギア３２４ｂはギア３２６に係合している。ギア３２６の回転中心に設けられた孔３２６ａは軸３３６に挿入されている。軸３３６は画像形成装置１０の本体に固定されている。軸３３６の先端にはＣリング３３８が装着されており、ギア３２６のスラスト方向の動きが規制されている。また、ギア３２６には孔３２６ａの中心線と同軸の係合軸３２６ｂが設けられ、係合軸３２６ｂにローラディスク３２８の孔３２８ａが回動可能に嵌合している。Ｃリング３３８とローラディスク３２８との対向面には、圧縮コイルバネ３３２が挿入されている。圧縮コイルバネ３３２の付勢力により、ローラディスク３２８はギア３２６に押圧され、ローラディスク３２８の凸状部３２８ｂがギア３２６の側面に当接している。これにより、ギア３２６とローラディスク３２８とが摩擦クラッチとして機能し、ギア３２６が回転した際にその駆動力がローラディスク３２８に伝達されるように構成されている。なお、通常の動作時は、ギア３２６とローラディスク３２８が一体となって回動し、ギア３２６とローラディスク３２８の間に相対的に大きな力がかかった場合に、ギア３２６とローラディスク３２８とが相対的に回動するように圧縮コイルバネ３３２の付勢力が調整されている。

このように構成された駆動機構１２０では、モータ３２２の駆動軸３２２ａが回転すると、ウォームギア３３４の回転が減速ギア３２４に伝わり、モータ３２２の回転は減速ギア３２４により減速されてギア３２６に伝達される。そして、ギア３２６の回転は摩擦クラッチを介してローラディスク３２８へ伝達されて、ローラディスク３２８が回転する。

図１４に示すように、ローラディスク３２８には、回転中心に対して９０°の角度だけ離間して２つのローラ３４０，３４２が装着されている。図１５に示すように、ローラ３４０は、ローラディスク３２８に固定されたローラ軸３４０ａと、ローラ軸３４０ａに挿入されたローラゴム３４０ｂとから構成されている。ローラ３４２は、ローラ３４０と同様に構成されている。

図１５に示すように、水平方向の位置関係において、フック１１４の位置はローラ３４０，３４２の位置に対応しており、フック１１４の幅はローラ３４０，３４２の長さに対応している。

図１４は、画像形成装置１０に対して用紙トレイ１１０が完全に装着されていない状態、すなわち、係合部１１２がキャッチ４００に係合していない状態を示している。この状態をローラディスク３２８の角度位置の初期状態とする。図１４に示すように、初期状態では、ローラディスク３２８の回転中心を通る鉛直線上にローラ３４２が位置し、回転中心を通る水平線上にローラ３４０が位置している。この状態では、フック１１４の上端とローラ３４０との間の鉛直線方向の間隔はｈである。

図１４に示すように、ローラディスク３２８の近傍には、２つのセンサー（Ｓ１）３４４、センサー（Ｓ２）３４６が設けられている。センサー３４４，３４６のそれぞれは、投光部と受光部がスリット（空隙）を間に介して対向しており、投光部から図１４の紙面垂直方向に赤外光が投光され、受光部で受光される。

一方、用紙トレイ１１０の下部には、薄板から構成されるシャッター１１６が設けられている。シャッター１１６の位置は、センサー３４４，３４６のスリットの位置に対応しており、用紙トレイ１１０の移動に伴って、シャッター１１６がセンサー３４４，３４６のスリットに挿入される。シャッター１１６がセンサー３４４，３４６のスリットに挿入されると、シャッター１１６によって投光部からの赤外光が遮られる。これにより、センサー３４４，３４６からの出力が“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”の状態に切り換わる。従って、センサー３４４，３４６の出力によって用紙トレイ１１０の位置を検知することができる。

後述するように、モータ３２２の駆動はセンサー３４４，３４６の出力に基づいて行われる。センサー３４４，３４６の出力は、制御部（不図示）に入力されて、制御部からの指令に基づいてモータ３２２が駆動される。

次に、図１６〜図１８に基づいて、用紙トレイ１１０を画像形成装置１０に収納する際の収納工程の動作について説明する。図１６は、収納工程を順に示す模式図であって、図１４と同様に用紙トレイ１１０の移動方向に対して直交する方向から用紙トレイ１１０及び駆動機構１２０を見た状態を示している。また、図１７は、用紙トレイ１１０の収納時において、センサー３４４，３４６の出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。また、図１８は、収納時の用紙トレイ１１０の位置と挿入力との関係を示す特性図である。

先ず、図１６（Ａ）に示すように、用紙トレイ１１０が画像形成装置１０の本体へ手動で挿入される。図１６（Ａ）に示す状態は、シャッター１１６がセンサー３４４の位置に達していない状態であり、図１４の状態と同様である。この状態では、ローラで３２８の角度位置が初期状態に設定されている。

次に、図１６（Ｂ）に示すように、更に用紙トレイ１１０が押し込まれると、フック１１４の上端とローラ３４０との間に間隔ｈが設けられているため、フック１１４がローラ３４０の下を通過して、用紙トレイ１１０が画像形成装置１０の奥に押し込まれる。これにより、シャッター１１４がセンサー３４４のスリットの間に挿入される。これにより、図１７に示すように、センサー３４４（Ｓ１）の出力が“ハイ（Ｈ）”の状態となる（時刻ｔ１）。

センサー３４４の出力が“ハイ（Ｈ）”の状態になると、モータ３２２の駆動が開始され、ローラディスク３２８が図１６中の矢印ＣＷ方向に回動する。ここで、図１６（Ｂ）に示すように、センサー３４４の出力が“ハイ（Ｈ）”になった状態では、ローラ３４０の下方にフック１１４の斜面１１４ａが位置している。また、この状態では、用紙トレイ１１０の係合部１１２がキャッチ４００の先端に位置している。従って、ローラディスク３２８がＣＷ方向に回動すると、ローラ３４０とフック１１４の斜面１１４ａが当接し、更にローラディスク３２８が回動することによって、ローラ３２８の動きによりフック１１４が図中左側へ移動する。従って、モータ３２２の駆動力により用紙トレイ１１０を自動で画像形成装置１０の内部に引き込むことが可能となる。

図１６（Ｄ）に示すように、モータ３２２の駆動力によって用紙トレイ１１０が移動されると、キャッチ４００の溝に係合部１１２が挿入されていく。そして、シャッター１１６がセンサー３４６の位置に到達し、センサー３４６のスリットの間に挿入される。これにより、図１７に示すように、センサー３４６が“ハイ（Ｈ）”の状態に切り換わる（時刻ｔ２）。この状態では、２つのセンサー３４４，３４６が共に“ハイ（Ｈ）”の状態となる。そして、時刻ｔ２の時点で、モータ３２２の駆動が停止される。

図１８において、センサー３４４の出力が“ハイ（Ｈ）”になる位置は、Ｓ１ ＯＮの位置に対応している。また。センサー３４６の出力が“ハイ（Ｈ）”になる位置は、Ｓ２ ＯＮの位置に対応している。図２３及び図２４で説明したように、手動挿入の場合は、キャッチに係合部が係合する過程で挿入力が変動してしまうが、本実施形態では、図１８に示すように、Ｓ１ ＯＮからＳ２ ＯＮまでの間は、用紙トレイ１１０を自動で画像形成装置１０本体に引き込むことができる。従って、用紙トレイ１１０を引き込む際に比較的大きな力が不要となる。

図１６（Ｄ）に示す位置でモータ３２２の駆動が停止した後は、キャッチ４００の復元力により係合部１１２がキャッチ４００の溝に引き込まれる。従って、モータ３２２が停止した後は、キャッチ４００によって用紙トレイ１１０の自動引き込みが行われる。そして、係合部１１２がキャッチ４００の溝に完全に係合すると、用紙トレイ１１０が停止する。この状態では、図１６（Ｅ）に示すように、センサー３４４のスリットからシャッター１１６が外れる。従って、図１７に示すように、センサー３４４の出力が“ハイ（Ｈ）”から“ロー（Ｌ）”に切り換わる（時刻ｔ３）。

図１８に示すように、手動挿入する過程では、係合部１１２とキャッチ４００が離れているため、挿入力は、主に摩擦力に起因する比較的小さい力Ｆ１となる。Ｓ１ ＯＮからＳ２ ＯＮまでの間は、モータ３２２の駆動力による自動引き込みが行われるため、挿入力は不要である。また、Ｓ２ ＯＮからＳ１ ＯＦＦまでの間は、キャッチ４００の復元力による自動引き込みが行われるため、この区間でも挿入力は不要となる。従って、本実施形態によれば、係合部１１２がキャッチ４００に係合する過程で、挿入力が変動する区間は全て自動引き込みにより用紙トレイ１１０を引き込むことが可能となり、用紙トレイ１１０を引き込む際に比較的大きな力が不要となる。従って、収納時の用紙トレイ１１０の操作性を大幅に向上することが可能となる。

次に、図１９〜図２１に基づいて、用紙トレイ１１０を画像形成装置１０から排出する際の排出工程について説明する。図１９は、排出工程を順に示す模式図であって、図１４と同様に用紙トレイ１１０の移動方向に対して直交する方向から用紙トレイ１１０及び駆動機構１２０を見た状態を示している。また、図２０は、用紙トレイ１１０の排出時において、センサー３４４，３４６の出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。また、図２１は、排出時の用紙トレイ１１０の位置と排出力との関係を示す特性図である。

図１９（Ａ）は、図１６（Ｅ）と同様に、キャッチ４００に係合部１１２が係合し、用紙トレイ１１０が画像形成装置１０に収納された状態を示している。図１９（Ａ）に示す状態から用紙トレイ１１０が手動で引き出されると、図１９（Ｂ）に示すように、シャッター１１０がセンサー３４４のスリットに入る。これにより、図２０に示すように、センサー（Ｓ１）３４４の出力が“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”に切り換わる（時刻ｔ４）。そして、モータ３２２の駆動が開始される。この際、収納工程とは逆方向にモータ３２２が回動し、図１９（Ｂ）に示すＣＣＷ方向にローラディスク３２８が回動する。

これにより、図１９（Ｃ）に示すように、ローラ３４２がフック１１４の斜面１１４ｂと当接し、ローラ３４２によってフック１１４が図中の右方向に押される。従って、用紙トレイ１１０が図中の右方向に駆動され、用紙トレイ１１０の自動排出を行うことができる。

そして、図１９（Ｄ）に示すように、用紙トレイ１１０が排出されてセンサー３４４のスリットからシャッター１１６が外れると、図２０に示すようにセンサー（Ｓ１）３４４の出力が“ハイ（Ｈ）”から“ロー（Ｌ）”に切り換わる（時刻ｔ６）。これにより、モータ３２２の駆動が停止される。

図１９（Ｄ）に示す状態では、ローラ３４０がフック１１４の上部に位置しているため、モータ３２２を停止しても手動で用紙トレイ１１０を画像形成装置１０の外部に排出することができる。

その後、図２０に示すように、一定時間Ｔの間だけ自動排出の際とは逆方向にモータ３２２が駆動される。これにより、図１９（Ｅ）に示すように、ローラディスク３２８の角度位置が初期状態に復帰する。

図２１において、センサー３４４の出力が時刻ｔ４で“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”になる位置は、Ｓ１ ＯＮの位置に対応している。また。センサー３４４の出力が時刻ｔ６で“ハイ（Ｈ）”から“ロー（Ｌ）”になる位置は、Ｓ１ ＯＦＦの位置に対応している。図２２及び図２４で説明したように、手動排出の場合は、キャッチ４００から係合部１１２が外れる過程で排出力が変動してしまうが、本実施形態では、図２１に示すように、Ｓ１ ＯＮからＳ１ ＯＦＦまでの間は、用紙トレイ１１０を自動で画像形成装置１０本体から排出することができる。従って、用紙トレイ１１０を排出する際に比較的大きな力が不要となり、操作性を向上することができる。

収納工程又は排出工程において、手動による用紙トレイへの挿入力又は排出力がローラ３４０，３４２に作用した場合であっても、ギア３２６とローラディスク３２８とが摩擦クラッチとして機能するため、両者が相対的に回動する。従って、手動による操作力がギヤ３２６に伝達されてしまうことを抑止することが可能となり、駆動機構１２０へ過度な力が作用することがなく、信頼性を向上することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の各実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明するための模式図である。 用紙トレイ着脱装置の構成を示す模式図である。 駆動機構の詳細な構成を示す模式図である。 駆動機構のうち、主として駆動ギア、ディスク（Ｂ）、トーションバネ（Ｂ）の角度位置の関係を説明するための模式図である。 用紙トレイを画像形成装置に収納する際の収納工程の動作を説明するための模式図である。 用紙トレイの収納時において、センサーの出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。 用紙トレイを画像形成装置から排出する際の排出工程を説明するための模式図である。 用紙トレイの排出時において、センサーの出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。 第２の実施形態に係る用紙トレイの駆動機構を示す模式図である。 第２の実施形態において、収納工程を順に示す模式図である。 第２の実施形態において、用紙トレイの収納時にセンサーの出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。 第２の実施形態において、排出工程を順に示す模式図である。 用紙トレイの排出時において、センサーの出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。 本実施形態の画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱機構の構成を示す模式図である。 駆動機構の詳細な構成を示す図であって、図２の矢印Ａ方向から駆動機構を見た状態を示す模式図である。 収納工程を順に示す模式図である。 用紙トレイの収納時において、センサーの出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。 収納時の用紙トレイの位置と挿入力との関係を示す特性図である。 排出工程を順に示す模式図である。 用紙トレイの排出時において、センサーの出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。 排出時の用紙トレイの位置と排出力との関係を示す特性図である。 画像形成装置に対して用紙トレイが収納、排出される様子を示す模式図である。 画像形成装置に設けられたキャッチと用紙トレイの係合部が係合する様子を示す模式図である。 用紙トレイを挿入する際の挿入力が、キャッチの弾性によって変化する様子を示す模式図である。 用紙トレイを引き出す際の排出力が、キャッチの弾性によって変化する様子を示す模式図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１１０ 用紙トレイ
１１４，１１６ フック
１２０ 駆動機構
１２２，３２２ モータ
１２６ 駆動ギア
１２８ ディスク（Ａ）
１３０ ディスク（Ｂ）
１３２ トーションバネ（Ａ）
１３４ トーションバネ（Ｂ）
１４０，１４２，３４０，３４２ ローラ
１４４，１４６，２２４，２２６，３４４，３４６ センサー
２０２ ラック
２０４ 部材（Ａ）
２０６ 部材（Ｂ）
２０８ 引張コイルバネ（Ａ）
２１０ 引張コイルバネ（Ａ）
３２６ ギア
３２８ ローラディスク
４００ キャッチ

Claims (13)

1. 画像形成装置から取り外し可能な用紙トレイと、
   前記用紙トレイの収納動作又は排出動作を検知するセンサーと、
   前記センサーによる検知に基づいて前記用紙トレイと係合し、前記用紙トレイを収納完了位置に収納し、又は前記用紙トレイを前記収納完了位置から排出する駆動機構と、
   を備えることを特徴とする、用紙トレイ着脱機構。
2. 前記駆動機構は、モータと、前記モータの駆動力を受けて駆動され、前記用紙トレイに設けられた被係合部に前記モータの駆動力を伝達する係合部と、を備えることを特徴とする、請求項１に記載の用紙トレイ着脱機構。
3. 前記駆動機構は、前記収納完了位置で前記用紙トレイを収納方向に付勢する第１の弾性部材を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の用紙トレイ着脱機構。
4. 前記収納完了位置で前記排出動作が行われた場合に、前記第１の弾性部材が変位することで前記用紙トレイが排出方向へ移動し、前記センサーにより前記排出動作が検知されることを特徴とする、請求項３に記載の用紙トレイ着脱機構。
5. 前記駆動機構は、前記収納動作による操作力が前記駆動機構に作用した場合に変位する第２の弾性部材を備えることを特徴とする、請求項３又は４に記載の用紙トレイ着脱機構。
6. 前記収納動作が行われた場合に、前記第２の弾性部材が変位することで前記用紙トレイが収納方向へ移動し、前記センサーにより前記収納動作が検知されることを特徴とする、請求項５に記載の用紙トレイ着脱機構。
7. 前記モータの駆動力を前記係合部に伝達するための複数の部材を備え、前記第１及び第２の弾性部材は、前記複数の部材が相対的に移動する部位に設けられることを特徴とする、請求項３〜６のいずれかに記載の用紙トレイ着脱機構。
8. 前記用紙トレイの移動に伴って前記収納完了位置の近傍で弾性変形する保持部を備え、
   前記用紙トレイは、前記収納完了位置において前記保持部によって前記画像形成装置に保持されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の用紙トレイ着脱機構。
9. 前記センサーは、前記用紙トレイの収納時に前記用紙トレイが前記収納完了位置の近傍に到達したことを検知し、当該検知により前記モータの駆動を停止することを特徴とする、請求項８に記載の用紙トレイ着脱機構。
10. 前記センサーは、前記用紙トレイの排出時に、前記用紙トレイが前記係合部と前記被係合部との係合が外れる位置に到達したことを検知した場合は、前記モータの駆動を停止することを特徴とする、請求項２に記載の用紙トレイ着脱機構。
11. 前記モータの駆動を停止した後、所定時間の間、前記モータを排出方向と逆方向に回転させることを特徴とする、請求項１０に記載の用紙トレイ着脱機構。
12. 前記モータの駆動力を前記係合部に伝達するため少なくとも２つの部材を備え、前記２つの部材の間に摩擦クラッチが設けられたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の用紙トレイ着脱機構。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の用紙トレイ着脱機構を備えたことを特徴とする、画像形成装置。

Images