JP2009113918A - 用紙積載装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化、コストアップを抑制しながら、トレイの安定した昇降動作を保障することができ、且つ少量の用紙をトレイに補充したときの給紙再開までの時間を短縮することが可能な用紙積載装置を提供する。
【解決手段】用紙積載装置３０は、トレイ３２の最上昇位置Ｕから所定距離下降した高さのハウジング３１側面に設けられ、トレイ３２を上方に向かって付勢する付勢機構５０を備えるとともに、この付勢機構５０は、所定荷重を超える荷重がトレイ３２に付加されたときのみ、付勢機構５０の箇所を越えて、トレイ３２が下降することを許容する。これにより、ギア機構ような、トレイ３２の横方向の移動に係る悪影響を受ける機構を利用することなくトレイ３２を昇降させることができ、少量の用紙Ｐを補充したときには所定高さでトレイ３２を保持することが可能である。
【選択図】図４

Description

本発明は、複写機やプリンタに代表される画像形成装置に適用可能な、カットペーパーなどの用紙の積載装置に関する。また、この用紙積載装置を搭載した画像形成装置に関する。

用紙積載装置は、複写機やプリンタに代表される画像形成装置には不可欠である。用紙積載装置は、用紙をトレイや載置台に積み上げて多数ストックし、その用紙束の最上層から１枚ずつ用紙を分離供給すべく、トレイや載置台を上昇させる。このような用紙積載装置は、画像形成装置のカセット式給紙部や手差し給紙部、原稿送り部などに適用されている。

これらのうちカセット式給紙部では、カセット内の用紙積載装置に用紙を補充する際、カセットを画像形成装置本体から引き出して用紙を補充した後、再びカセットを本体に収納するという操作を行う。このとき、用紙を補充し易いように、カセットの引き出しとともに重力の作用によってトレイを下降させ、最上層から１枚ずつ用紙を分離供給すべく、カセットの収納とともに駆動装置によってトレイを上昇させる昇降機構を備えた用紙積載装置がある。

上記構成の用紙積載装置では、カセットを引き出すときには常に、その引き出しとともに重力の作用によってトレイを最下降位置まで下降させていると、少量の用紙をトレイに載置して補充する場合に、非常に不便になるという問題が発生する。すなわち、少量の用紙しかトレイに載置しないのにトレイを最下降位置まで下降させることになり、用紙を補充した後、給紙位置までトレイを上昇させるまで非常に長く時間が掛かる。したがって、待機時間が長くなり、複写途中で用紙不足に陥った場合に、複写の再開が可能になるまでに多くの時間を浪費してしまうことになる。

そこで、上記のような問題を解決すべく、少量の用紙をトレイに載置する場合には、トレイを最下降位置まで下降させない機構を備えた用紙積載装置が提案され、その一例を特許文献１に見ることができる。特許文献１に記載された用紙積載装置では、トレイにトルクリミッタを介してピニオンが取り付けられ、装置本体（ハウジング）の、トレイの最上昇位置から所定距離下降した高さから下方の箇所に、ピニオンに係合するラックが設けられている。
特開２００５−８２２７０号公報（第４−５頁、図２）

特許文献１に記載された用紙積載装置では、少量の用紙がトレイに載置されたとき、ラックが設けられた、トレイの最上昇位置から所定距離下降した高さまでトレイが下降するが、ここでピニオンがラックに係合して、トルクリミッタの作用によりそれ以上トレイが下降しないようになっており、少量の用紙をトレイに補充したときの給紙再開までの時間短縮を図っている。しかしながら、トレイが、スムーズに昇降できるようにするため、僅かながら横方向に移動できるクリアランスが一般的に設けられているので、この構成では、ピニオンとラックとが離間してしまう恐れがある。すなわち、ピニオンとラックとの噛み合わせが解除される可能性があり、トレイの昇降が非常に不安定になることが懸念される。

また、上記構成の用紙積載装置では、トレイにトルクリミッタとピニオンとを取り付けているので、トルクリミッタ及びピニオンの外径寸法を考慮して、トレイの最上昇位置より上方に、そして最下降位置より下方に、ピニオンが周辺の他部材に接触しないようにスペースを確保する必要がある。これにより、用紙積載装置が大型化し、さらにそれに伴う材料増加で、コストアップの問題が発生する可能性もある。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、用紙が載置されたトレイを、駆動装置から動力を得て上昇させ、重力の作用により下降させる用紙積載装置において、装置の大型化、コストアップを抑制しながら、トレイの安定した昇降動作を保障することができ、且つ少量の用紙をトレイに補充したときの給紙再開までの時間を短縮することが可能な用紙積載装置を提供することを目的とする。また、このような用紙積載装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、ハウジング内に昇降可能にして配置され、上面に用紙が載置されるトレイと、このトレイを、駆動装置から動力を得て上昇させ、重力の作用により下降させる昇降機構とを備えた用紙積載装置において、前記トレイの最上昇位置から所定距離下降した高さの装置側面に設けられ、トレイを上方に向かって付勢する付勢機構を備えるとともに、この付勢機構は、所定荷重を超える荷重がトレイに付加されたときのみ、付勢機構の箇所を越えて、トレイが下降することを許容することとした。

また、上記構成の用紙積載装置において、前記付勢機構は、下方から前記トレイを支持する支持羽根が設けられ、略水平な支軸を中心として垂直面内で回転するとともに、上下方向に移動可能な羽根車と、この羽根車に、回転軸線を一致させて連結したラチェットギアと、このラチェットギアの上方に配置されるとともに、これに係合するラチェット爪と、羽根車を介してトレイを上方に向かって付勢する付勢手段と、トレイの最上昇位置から所定距離下降した高さを超える上方への、羽根車の移動を阻止するストッパ部とを備えることとした。

また、上記構成の用紙積載装置において、前記付勢手段は、弾性部材で構成されていることとした。

また、上記構成の用紙積載装置において、前記付勢手段は、錘で構成されていることとした。

また、上記構成の用紙積載装置において、前記所定荷重は、前記トレイ上面に載置される少量の用紙の荷重であることとした。

また、上記構成の用紙積載装置において、前記付勢機構は、上下方向の複数箇所に配置されることとした。

また本発明では、上記構成の用紙積載装置を画像形成装置に搭載することとした。

本発明の構成によれば、ハウジング内に昇降可能にして配置され、上面に用紙が載置されるトレイと、このトレイを、駆動装置から動力を得て上昇させ、重力の作用により下降させる昇降機構とを備えた用紙積載装置において、トレイの最上昇位置から所定距離下降した高さの装置側面に設けられ、トレイを上方に向かって付勢する付勢機構を備えるとともに、この付勢機構は、所定荷重を超える荷重がトレイに付加されたときのみ、付勢機構の箇所を越えて、トレイが下降することを許容することとしたので、ギア機構ような、トレイの横方向の移動に係る悪影響を受ける機構を利用することなくトレイを昇降させることができ、少量の用紙を補充したときには所定高さでトレイを保持することが可能である。また、トレイには、ハウジングの外側に突出する突起程度のものを設けるだけで済み、付勢機構も大型のものを付加する必要がない。したがって、装置の大型化、コストアップを抑制しながら、トレイの安定した昇降動作を保障することができ、且つ少量の用紙をトレイに補充したときの給紙再開までの時間を短縮することが可能な用紙積載装置を提供することができる。

また、前記付勢機構は、下方から前記トレイを支持する支持羽根が設けられ、略水平な支軸を中心として垂直面内で回転するとともに、上下方向に移動可能な羽根車と、この羽根車に、回転軸線を一致させて連結したラチェットギアと、このラチェットギアの上方に配置されるとともに、これに係合するラチェット爪と、羽根車を介してトレイを上方に向かって付勢する付勢手段と、トレイの最上昇位置から所定距離下降した高さを超える上方への、羽根車の移動を阻止するストッパ部とを備えることとしたので、ラチェット機構を利用した簡便な構成により、少量の用紙をトレイに載置したときにはトレイを所定高さで保持し、所定荷重を超える荷重の用紙をトレイに載置したときには重力の作用でトレイを最下降位置まで下降させることができる。したがって、低コスト化が図られ、少量の用紙をトレイに補充したときの給紙再開までの時間を、確実に短縮することが可能である。

また、前記付勢手段は、弾性部材で構成されていることとしたので、弾性部材の弾発力を調整することにより容易に、トレイを所定高さで保持するための荷重を設定することができる。したがって、少量の用紙をトレイに補充したときの給紙再開までの時間を短縮することが可能な、装置の大型化を一層抑制した用紙積載装置を得ることができる。

また、前記付勢手段は、錘で構成されていることとしたので、錘の重さを変更することにより容易に、トレイを所定高さで保持するための荷重を設定することができる。したがって、少量の用紙をトレイに補充したときの給紙再開までの時間を短縮することが可能な、コストアップを一層抑制した用紙積載装置を得ることができる。

また、前記所定荷重は、トレイ上面に載置される少量の用紙の荷重であることとしたので、例えば、オフィスなどで使用される一般的なコピー用紙の場合、通常１パックあたり５００枚が封入されており、この５００枚の用紙の荷重を所定荷重に設定することができる。これにより、５００枚を超える大容量の用紙積載装置では、１パック、すなわち５００枚までの少量の用紙をトレイに補充したときの給紙再開までの時間を短縮することができ、複写途中で用紙不足に陥った場合の用紙補充作業が快適になる。

また、前記付勢機構は、上下方向の複数箇所に配置されることとしたので、付勢手段による付勢力を変えて、トレイを所定高さで保持するための荷重を複数設定することができる。したがって、満杯に至るまでの複数の段階でトレイを保持することが可能であり、少量の用紙をトレイに補充したときの給紙再開までの時間を短縮する効果が、より一層高められた用紙積載装置を得ることができる。

また本発明では、上記構成の用紙積載装置を画像形成装置に搭載することとしたので、用紙積載装置の大型化、コストアップを抑制しながら、そのトレイの安定した昇降動作を保障することができ、且つ少量の用紙をトレイに補充したときの給紙再開までの時間を短縮することが可能な画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図１６に基づき説明する。

最初に、本発明の第１の実施形態に係る用紙積載装置を搭載した画像形成装置について、図１及び図２を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は画像形成装置の模型的垂直断面正面図、図２は画像形成装置の外観斜視図である。なお、図１において、実線矢印は用紙の搬送経路及び搬送方向を示す。また、図２は、画像形成装置正面の外装カバーを開放した状態を描画している。

図１及び図２に示すように、画像形成装置１の本体２の下部には、カセット式給紙部２０が配置されている。カセット式給紙部２０には、通常の汎用給紙カセット２１、及び大容量給紙カセット２２が備えられている。汎用給紙カセット２１は、同容量のものが上下方向に２個並べられている。大容量給紙カセット２２は、図１に示すように、同容量のものが水平方向に同じ高さで２個並べられ、上流側大容量給紙カセット２２Ａ、及び下流側大容量給紙カセット２２Ｂとしている。これらの給紙カセットには、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐが積載して収容され、ここから１枚ずつ分離して用紙Ｐが送り出される。なお、大容量給紙カセット２２の詳細な構成については後述する。

本体２の右側面上部の外部には、図１に示すように、手差し給紙部３が備えられている。手差し給紙部３には、カセット式給紙部２０に入っていないサイズの用紙や、厚紙、ＯＨＰシートのように１枚ずつ送り込みたいものが載置される。

画像形成装置１は、その内部に垂直搬送部４を備えている。垂直搬送部４は、カセット式給紙部２０に関して言えば、その給紙方向である右方に位置し、手差し給紙部３に関して言えば、その左方に位置する。カセット式給紙部２０から送り出された用紙Ｐは垂直搬送部４により本体２の側面に沿って垂直上方に、手差し給紙部３から送り出された用紙Ｐは略水平左方に搬送される。２個の大容量給紙カセット２２のうち、左側の上流側大容量給紙カセット２２Ａから送り出された用紙Ｐは、右側の下流側大容量給紙カセット２２Ｂのすぐ上方を略水平に右方に送られた後、本体２の側面に沿って垂直上方に搬送される。

一方、図１及び図２に示すように、画像形成装置１の本体２の上面には原稿送り部５が、その下方には光学部６が備えられている。原稿送り部５の前方には、ユーザが外部から表示を確認したり、ボタンを押して操作をしたりできる位置に操作パネル７が備えられている。ユーザが原稿の複写を行う場合には、原稿送り部５に文字や図形、模様等の画像が描かれた原稿を積載し、操作パネル７に印刷条件等を入力して印刷を開始する。原稿送り部５では１枚ずつ分離して原稿が送り出され、光学部６によってその画像データが読み取られる。その後、光学部６は、レーザ光を、画像データに基づいて制御しながら画像形成部８に向かって照射する。

図１に示すように、垂直搬送部４の用紙搬送方向下流側であって、光学部６の下方には、画像形成部８及び転写部９が備えられている。画像形成部８では、光学部６によって照射されたレーザ光により原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。画像形成部８で形成されたトナー像は、垂直搬送部４によって同期をとって送られてきた印刷前の用紙Ｐに、転写部９にて転写される。

転写部９の下流側には、定着部１０が備えられている。転写部９にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部１０へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。

定着部１０の下流側であって、本体２の左側面の近傍には、分岐部１１が備えられている。定着部１０から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合、分岐部１１から、画像形成装置１の左側面外部に設けられた用紙排出トレイ１２（図２参照）に排出される。

画像形成部８から分岐部１１にかけの部分の下方であって、カセット式給紙部２０の上方には、両面印刷装置である両面印刷部１３が備えられている。両面印刷を行う場合には、第一面の印刷が終了して定着部１０から排出された用紙Ｐが、分岐部１１を通って両面印刷部１３へと送られる。両面印刷部１３へ送られた用紙Ｐは、続いて第二面の印刷のために搬送方向が切り替えられて本体２の右側に向かって送られ、再度垂直搬送部４を経て転写部９へと送られる。

続いて、画像形成装置１の大容量給紙カセット２２の詳細な構成を、図１及び図２に加えて、図３及び図４を用いて説明する。図３は大容量給紙カセットの用紙積載装置の概略斜視図、図４は用紙積載装置の概略正面図である。なお、図３では、本体２に設けられた駆動装置であるモータ１４も併せて描画し、付勢機構５０については詳細な描画を省略している。

図１及び図２に示す大容量給紙カセット２２は、その内部に、図３及び図４に示す用紙積載装置３０を備えている。用紙積載装置３０は、ハウジング３１、トレイ３２、昇降機構４０、及び付勢機構５０を備えている。

ハウジング３１は、上面が開口した箱形状をなし、用紙Ｐを積載し易いように側面に切り欠き部３３（図３参照）が設けられている。用紙Ｐは、ハウジング３１の上面方向から積載して収容される。また、ハウジング３１の正面及び背面には、垂直に延びる開口３４、３５が備えられている。開口３４、３５は横方向に並べて配置され、中央の開口３５に対して、その左右に開口３４が１箇所ずつ配置されている。

ハウジング３１の外側には、図４において左右１箇所ずつに、図示しないスライドユニットが設けられている。このスライドユニットの作用により、ハウジング３１、すなわち大容量給紙カセット２２を本体２から前方に水平に引き出して、用紙Ｐを補充することが可能である。

ハウジング３１の内側にはトレイ３２が備えられている。用紙Ｐは、このトレイ３２の上面に載置され、積み上げられている。用紙Ｐは、図４においてハウジング３１の上部右側から、図示しない給紙手段により右上方に向かって送り出される。図３に示すように、トレイ３２の正面及び背面には、水平方向に突出する突起３６、３７が備えられている。突起３６、３７は横方向に並べて配置され、中央の突起３７に対して、その左右に突起３６が並べて１箇所ずつ配置されている。突起３６は、ハウジング３１に設けられた、垂直に延びる開口３４を通って、突起３７は、同じく垂直に延びる開口３５を通って、ハウジング３１の外側に突出している。

ハウジング３１の周辺には、図３及び図４に示すように、トレイ３２の昇降機構４０が備えられている。昇降機構４０は、ワイヤ４１、リール４２、駆動軸４３、プーリ４４、継手部４５、及び緩衝装置であるダンパ４６を備えている。

ワイヤ４１は、ハウジング３１の正面の外側と背面の外側との２箇所に、各々２本ずつ備えられている。各々のワイヤ４１は、その一端がリール４２に、他端がトレイ３２の突起３６の上面に接続され、架設されている。

リール４２は、ハウジング３１の正面側及び背面側に１個ずつ、計２個備えられ、図３及び図４においてハウジング３１の右方下部に設けられた、用紙積載装置３０の前後方向に延びる駆動軸４３に取り付けられている。ハウジング３１のトレイ３２の突起３６とリール４２との間に架設されたワイヤ４１は、それらの間の箇所で、ハウジング３１の外側上部に設けられたプーリ４４に掛けられている。

駆動軸４３は、継手部４５を介して、本体２に設けられた駆動装置であるモータ１４に連結されている。モータ１４を駆動することにより、駆動軸４３、及びリール４２を回転させることができる。このような昇降機構４０により、リール４２にワイヤ４１が巻き取られるとトレイ３２が上昇し、ワイヤ４１が繰り出されるとトレイ３２が下降する。

用紙Ｐを補充するときなど、用紙積載装置３０を備える大容量給紙カセット２２を前方に引き出したり、収納したりする場合、継手部４５の作用により、モータ１４と駆動軸４３との間を連結／連結解除することが可能である。用紙積載装置３０を引き出すと、継手部４５の箇所でモータ１４と駆動軸４３との連結が解除されるので、トレイ３２は重力の作用により自動的に下降する。ハウジング３１の正面外側には、緩衝装置であるダンパ４６が、ギアを介して駆動軸４３に連結して設けられており、モータ１４と駆動軸４３との連結が解除されてトレイ３２が急速に下降する際、ショックを和らげる作用をもたらす。

付勢機構５０は、ハウジング３１の正面及び背面の、垂直に延びる開口３５の箇所に備えられている。付勢機構５０は、図４に二点鎖線で示すトレイ３２の最上昇位置Ｕから所定距離下降した高さに配置されている。また、付勢機構５０は、上下方向に並べて、２箇所に配置されている。図４において、上側の高さＨ１に配置された付勢機構５０に関して、最上昇位置Ｕから下降した所定距離はおおよそ、例えば、オフィスなどで使用される一般的なコピー用紙の１パック（５００枚）分の厚さに相当し、下側の高さＨ２に配置された付勢機構５０に関して、最上昇位置Ｕから下降した所定距離はおおよそ、コピー用紙の２パック（１０００枚）分の厚さに相当する。

続いて、この付勢機構５０の詳細な構成を、図４に加えて、図５〜図８を用いて説明する。図５は付勢機構とその周辺を示す部分拡大正面図、図６は付勢機構とその周辺を示す垂直断面部分拡大左側面図、図７は付勢機構とその周辺を示す部分拡大斜視図、図８は付勢機構の羽根車及びラチェットギアの斜視図である。なお、図７では、ハウジング３１の描画を省略している。また、以下の説明は、図４における上側の高さＨ１に配置された付勢機構５０に関して記述するが、配置高さに関連する事項を除いて、付勢機構５０の構成自体については双方とも同じである。

付勢機構５０は、図５〜図７に示すように、羽根車５１、ホルダー５２、コイルばね５３、ストッパ部５４、ラチェットギア５５、及びラチェット爪５６を備えている。

羽根車５１は、図６に示すように、その回転面をハウジング３１の外壁面と略平行にして、ハウジング３１のすぐ外側に配置されている。羽根車５１は、図５に示すように、その中央に、外側に略水平に突出する支軸５１ａを備え、この支軸５１ａの箇所で、付勢機構５０の箇所を正面から見て、開口３５の左側に配置された、ホルダー５２に保持されている。羽根車５１は、支軸５１ａの軸線を中心として垂直面内で回転可能である。

また、羽根車５１は、図８に示すように、軸線中心から径方向外側に放射状に突出する８枚の支持羽根５１ｂを備えている。支持羽根５１ｂは、板状の部材であり、羽根車５１の回転方向に関して、８枚が等回転角ごとに並べて設けられている。また、支持羽根５１ｂは、羽根車５１が回転すると、正面から見て羽根車５１の軸線より右側の箇所で、開口３５のすぐ外側を通過する（図５参照）。

ホルダー５２は、図６及び図７に示すように、上下方向に延びる門形の形状で構成され、その上下端に設けられた脚部５２ａでハウジング３１の外壁面に固定されている。羽根車５１は、これら上下の脚部５２ａの間に、回転可能にして収容されている。ホルダー５２の上下方向中央部には、軸保持部５２ｂが備えられている。軸保持部５２ｂは、上下方向に長く延び、前後方向に貫通する開口で構成され、内部に移動片５２ｃを備えている。移動片５２ｃは、軸保持部５２ｂの内部に設けられた図示しないスライドレールの作用により、上下方向には移動可能であって、前後方向には移動不能にして、軸保持部５２ｂ内に配置されている。羽根車５１の支軸５１ａは、この移動片５２ｃに回転可能にして保持されている。したがって、羽根車５１は、移動片５２ｃの可動範囲内において、上下方向に移動可能である。

また、ホルダー５２の軸保持部５２ｂ内には、付勢手段として、弾性部材であるコイルばね５３が設けられている。コイルばね５３は、移動片５２ｃの下方であって、移動片５２ｃと軸保持部５２ｂ内壁との間に配置されている。このコイルばね５３の弾発力の強さは、例えば、オフィスなどで使用される一般的なコピー用紙の１パック（５００枚）分の荷重の半分に相当する。これにより、移動片５２ｃ、及び羽根車５１には、上方に向かって移動するような付勢作用が働いている。

なお、付勢機構５０は、ハウジング３１の正面及び背面の２箇所に設けられているので、双方を合わせると、コイルばね５３による付勢力の強さは、コピー用紙の１パック（５００枚）分の荷重の相当する。また、図４における下側の高さＨ２に配置された付勢機構５０の場合、コイルばね５３による付勢力の強さは、コピー用紙の２パック（１０００枚）分の荷重の相当する。

そして、ホルダー５２の、軸保持部５２ｂの内壁上端は、移動片５２ｃのストッパ部５４として機能している。ストッパ部５４は、コイルばね５３の付勢力による、移動片５２ｃの上方への移動を阻止している。すなわち、ストッパ部５４は、羽根車５１の、トレイ３２の最上昇位置Ｕから所定距離下降した高さを超える上方への移動を阻止している。

一方、ラチェットギア５５は、図８に示すように、羽根車５１に連結されている。ラチェットギア５５は、その回転軸線を羽根車５１の回転軸線と一致させて、羽根車５１のすぐ外側に並べて配置されている。ラチェットギア５５には、支持羽根５１ｂに対応した箇所に、回転方向に関して等回転角ごとに並べて設けられた８個の歯５５ａが備えられている。

ラチェット爪５６は、図５及び図７に示すように、付勢機構５０を正面から見て、ホルダー５２の左側面に設けられている。ラチェット爪５６は、略水平に延びる支軸５６ａで支持され、垂直面内で回転可能である。また、ラチェット爪５６は、羽根車５１に連結されたラチェットギア５５に対して、上方に配置され、これに係合する。したがって、このようなラチェット機構により、ラチェットギア５５、及び羽根車５１は、正面から見て、反時計方向には容易に回転可能であるが、時計方向にはラチェット爪５６の係合を解除しない限り回転不能である。なお、ラチェット爪５６がラチェットギア５５に係合し、羽根車５１の回転が停止しているとき、開口３５の方向に延びる１枚の支持羽根５１ｂは、その上面を略水平にして延びている。

続いて、この付勢機構５０の動作について、図９〜図１３を用いて説明する。図９は付勢機構とその周辺を示す部分拡大正面図にして、トレイが付勢機構より上方に位置する状態を示すもの、図１０は同様に、トレイが付勢機構の箇所に到達した状態を示すもの、図１１は同様に、トレイが付勢機構に係合しながら下降している状態を示すもの、図１２は同様に、トレイが付勢機構の箇所を通過して下降した状態を示すもの、図１３は同様に、トレイが付勢機構に係合しながら上昇している状態を示すものである。

図９に示すように、トレイ３２が付勢機構５０の上方にあるときなど、付勢機構５０に係合していない場合、付勢機構５０において、羽根車５１は、コイルばね５３の作用によりストッパ部５４に当接するまで押し上げられ、ラチェット爪５６がラチェットギア５５に係合して、１枚の支持羽根５１ｂが略水平に、開口３５に向かって延びるような形で保持されている。

そして、大容量給紙カセット２２を本体２から引き出すと、トレイ３２は、重力の作用により自動的に下降し、図１０に示すように、突起３７の箇所で支持羽根５１ｂの上面に当接する。このとき、支持羽根５１ｂは下方からトレイ３２を支持し、付勢手段であるコイルばね５３は羽根車５１を介してトレイ３２を上方に向かって付勢している。そして、ラチェット爪５６がラチェットギア５５に係合しているので、羽根車５１が時計方向に回転することもない。ここで、トレイ３２上の用紙Ｐが空である、或いはトレイ３２に５００枚以下のコピー用紙が載置されている場合、所定荷重であるコイルばね５３の弾発力の強さに相当する重さに達していないので、付勢機構５０は図１０の姿勢を維持する。

コイルばね５３の弾発力の強さに相当する量である５００枚を超えるコピー用紙が、トレイ３２の上面に載置されると、図１１に示すように、トレイ３２は、コイルばね５３による付勢作用に抗して、付勢機構５０の箇所から下降する。このとき、トレイ３２は、突起３７が羽根車５１の支持羽根５１ｂに係合しているので、羽根車５１を時計方向に回転させながら下降する。羽根車５１は、コイルばね５３を圧縮しながら、移動片５２ｃの可動範囲内に沿って下方に移動する。

トレイ３２とともに羽根車５１が下降を続け、ラチェット爪５６とラチェットギア５５との係合が解除されると、羽根車５１はさらに時計方向に回転することができる。これにより、突起３７と支持羽根５１ｂとの係合も解除され、トレイ３２は、図１２に示すように、付勢機構５０の箇所を越えて下降を続ける。付勢機構５０は、羽根車５１がコイルばね５３の作用によりストッパ部５４に当接するまで押し上げられ、ラチェット爪５６がラチェットギア５５に係合して、１枚の支持羽根５１ｂが略水平に、開口３５に向かって延びるような形に戻る。

なお、トレイ３２が、図１２の状態から付勢機構５０の箇所を越えて上昇するとき、付勢機構５０の箇所では、図１３に示すように、羽根車５１を反時計方向に回転させながら上昇する。このとき、ラチェットギア５５及びラチェット爪５６からなるラチェット機構により、羽根車５１は反時計方向には容易に回転可能であるので、負荷が掛かることなくトレイ３２は上昇する。

上記のように、ハウジング３１内に昇降可能にして配置され、上面に用紙Ｐが載置されるトレイ３２と、このトレイ３２を、駆動装置であるモータ１４から動力を得て上昇させ、重力の作用により下降させる昇降機構４０とを備えた用紙積載装置３０において、トレイ３２の最上昇位置Ｕから所定距離下降した高さのハウジング３１側面に設けられ、トレイ３２を上方に向かって付勢する付勢機構５０を備えるとともに、この付勢機構５０は、所定荷重（例えばコピー用紙５００枚相当）を超える荷重がトレイ３２に付加されたときのみ、付勢機構５０の箇所を越えて、トレイ３２が下降することを許容するので、ギア機構ような、トレイ３２の横方向の移動に係る悪影響を受ける機構を利用することなくトレイ３２を昇降させることができ、少量の用紙Ｐを補充したときには所定高さでトレイ３２を保持することが可能である。また、トレイ３２には、ハウジング３１の外側に突出する突起３７程度のものを設けるだけで済み、付勢機構５０も大型のものを付加する必要がない。したがって、装置の大型化、コストアップを抑制しながら、トレイ３２の安定した昇降動作を保障することができ、且つ少量の用紙Ｐをトレイ３２に補充したときの給紙再開までの時間を短縮することが可能な用紙積載装置３０を提供することができる。

また、付勢機構５０は、下方からトレイ３２を支持する支持羽根５１ｂが設けられ、略水平な支軸５１ａを中心として垂直面内で回転するとともに、上下方向に移動可能な羽根車５１と、この羽根車５１に、回転軸線を一致させて連結したラチェットギア５５と、このラチェットギア５５の上方に配置されるとともに、これに係合するラチェット爪５６と、羽根車５１を介してトレイ３２を上方に向かって付勢する付勢手段（コイルばね５３）と、トレイ３２の最上昇位置Ｕから所定距離下降した高さを超える上方への、羽根車５１の移動を阻止するストッパ部５４とを備えているので、ラチェット機構を利用した簡便な構成により、少量の用紙Ｐをトレイ３２に載置したときにはトレイ３２を所定高さで保持し、所定荷重を超える荷重の用紙Ｐをトレイ３２に載置したときには重力の作用でトレイ３２を最下降位置まで下降させることができる。したがって、低コスト化が図られ、少量の用紙Ｐをトレイ３２に補充したときの給紙再開までの時間を、確実に短縮することが可能である。

そして、付勢手段は、弾性部材であるコイルばね５３で構成されているので、コイルばね５３の弾発力を調整することにより容易に、トレイ３２を所定高さで保持するための荷重を設定することができる。したがって、少量の用紙Ｐをトレイ３２に補充したときの給紙再開までの時間を短縮することが可能な、装置の大型化を一層抑制した用紙積載装置３０を得ることができる。

また、所定荷重は、トレイ３２上面に載置される少量の用紙Ｐの荷重であるので、例えば、オフィスなどで使用される一般的なコピー用紙の場合、通常１パックあたり５００枚が封入されており、この５００枚の用紙の荷重を所定荷重に設定することができる。これにより、５００枚を超える大容量の用紙積載装置３０では、１パック、すなわち５００枚までの少量の用紙Ｐをトレイ３２に補充したときの給紙再開までの時間を短縮することができ、複写途中で用紙不足に陥った場合の用紙補充作業が快適になる。

さらに、付勢機構５０は、上下方向の複数箇所に配置されているので、コイルばね５３による付勢力を変えて、トレイ３２を所定高さで保持するための荷重を複数設定することができる。したがって、満杯に至るまでの複数の段階でトレイ３２を保持することが可能であり、少量の用紙Ｐをトレイ３２に補充したときの給紙再開までの時間を短縮する効果が、より一層高められた用紙積載装置３０を得ることができる。

また本発明では、上記構成の用紙積載装置３０を画像形成装置１に搭載したので、用紙積載装置３０の大型化、コストアップを抑制しながら、そのトレイ３２の安定した昇降動作を保障することができ、且つ少量の用紙Ｐをトレイ３２に補充したときの給紙再開までの時間を短縮することが可能な画像形成装置１を提供することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る用紙積載装置の詳細な構成について、図１４〜図１６を用いて説明する。図１４は付勢機構とその周辺を示す部分拡大正面図、図１５は付勢機構とその周辺を示す垂直断面部分拡大左側面図、図１６は付勢機構とその周辺を示す部分拡大正面図にして、トレイが付勢機構に係合しながら下降している状態を示すものである。なお、この実施形態の基本的な構成は、図１〜図１３を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成については図面の記載、及びその説明を省略するものとする。

第２の実施形態に係る用紙積載装置３０において、付勢機構５０には、図１４及び図１５に示すように、リンク部材５７と、付勢手段としての錘５８とが備えられている。

リンク部材５７は、ホルダー５２の外側に、その略中央部に設けられた略水平に延びる支軸５７ａを介して、垂直面内で回転可能にして取り付けられている。なお、支軸５７ａは、ホルダー５２の開口３５側とは反対側、すなわち図１４においてホルダー５２の左側に設けられ、リンク部材５７は、ホルダー５２の箇所から左側に向かって延びている。リンク部材５７の、一端には錘５８を支持する支軸５８ａが、他端にはリンク部材５７が延びる方向に沿う形の長穴５７ｂが設けられている。長穴５７ｂには、羽根車５１の支軸５１ａが挿入されている。これにより、図１４に示すように、移動片５２ｃの可動範囲内で上下方向に移動可能な羽根車５１が停止しているとき、リンク部材５７は略水平な姿勢を保持している。

錘５８は、略水平な支軸５８ａを介して、リンク部材５７の一端に、垂直面内で揺動可能にぶら下げられた形にして取り付けられている。この錘５８の重さは、例えば、オフィスなどで使用される一般的なコピー用紙の１パック（５００枚）分の荷重の半分に相当する。これにより、リンク部材５７には、支軸５７ａを中心として、錘５８の箇所が下方に、羽根車５１の支軸５１ａの箇所が上方になるような付勢作用が働いている。

なお、付勢機構５０は、ハウジング３１の正面及び背面の２箇所に設けられているので、双方を合わせると、錘５８による付勢力の強さは、コピー用紙の１パック（５００枚）分の荷重の相当する。

付勢機構５０の動作時、錘５８の重さに相当する量である５００枚を超えるコピー用紙が、トレイ３２の上面に載置されると、図１６に示すように、トレイ３２は、錘５８による付勢作用に抗して、付勢機構５０の箇所から下降する。このとき、トレイ３２は、突起３７が羽根車５１の支持羽根５１ｂに係合しているので、羽根車５１を時計方向に回転させながら下降する。羽根車５１は、移動片５２ｃの可動範囲内に沿って下方に移動して、リンク部材５７を支軸５７ａ中心に時計方向に回転させ、錘５８がやや上昇する。

トレイ３２とともに羽根車５１が下降を続け、ラチェット爪５６とラチェットギア５５との係合が解除されると、羽根車５１はさらに時計方向に回転することができる。これにより、突起３７と支持羽根５１ｂとの係合も解除され、トレイ３２は、付勢機構５０の箇所を越えて下降を続ける。付勢機構５０は、羽根車５１が錘５８の作用によりストッパ部５４に当接するまで押し上げられ、ラチェット爪５６がラチェットギア５５に係合して、１枚の支持羽根５１ｂが略水平に、開口３５に向かって延びるような形に戻る（図１４参照）。

上記のように、付勢機構５０の付勢手段は、錘５８で構成されているので、錘５８の重さを変更することにより容易に、トレイ３２を所定高さで保持するための荷重を設定することができる。したがって、少量の用紙Ｐをトレイ３２に補充したときの給紙再開までの時間を短縮することが可能な、コストアップを一層抑制した用紙積載装置３０を得ることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、付勢機構５０は、横方向に関しては１箇所に設けることとしたが、横方向に複数箇所並べて設けても構わない。

また、第１の実施形態で説明した付勢手段については、弾性部材であるコイルばねを利用しているが、弾性部材として利用できるものがこれに限定されるわけではなく、コイルばねに代わる他の種類のばねや、ゴム、スポンジなどといった弾性部材を適用しても構わない。

本発明は、用紙が載置されたトレイを、駆動装置から動力を得て上昇させ、重力の作用により下降させる用紙積載装置において利用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る用紙積載装置を搭載した画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。 図１の画像形成装置の外観斜視図である。 図１に示す大容量給紙カセットの用紙積載装置の概略斜視図である。 図３の用紙積載装置の概略正面図である。 図４の付勢機構とその周辺を示す部分拡大正面図である。 図４の付勢機構とその周辺を示す垂直断面部分拡大左側面図である。 図４の付勢機構とその周辺を示す部分拡大斜視図である。 図５に示す付勢機構の羽根車及びラチェットギアの斜視図である。 図４の付勢機構とその周辺を示す部分拡大正面図にして、トレイが付勢機構より上方に位置する状態を示すものである。 図４の付勢機構とその周辺を示す部分拡大正面図にして、トレイが付勢機構の箇所に到達した状態を示すものである。 図４の付勢機構とその周辺を示す部分拡大正面図にして、トレイが付勢機構に係合しながら下降している状態を示すものである。 図４の付勢機構とその周辺を示す部分拡大正面図にして、トレイが付勢機構の箇所を通過して下降した状態を示すものである。 図４の付勢機構とその周辺を示す部分拡大正面図にして、トレイが付勢機構に係合しながら上昇している状態を示すものである。 本発明の第２の実施形態に係る用紙積載装置の付勢機構とその周辺を示す部分拡大正面図である。 図１４の付勢機構とその周辺を示す垂直断面部分拡大左側面図である。 図１４の付勢機構とその周辺を示す部分拡大正面図にして、トレイが付勢機構に係合しながら下降している状態を示すものである。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 本体
１４ モータ（駆動装置）
２０ カセット式給紙部
２２ 大容量給紙カセット
３０ 用紙積載装置
３１ ハウジング
３２ トレイ
４０ 昇降機構
５０ 付勢機構
５１ 羽根車
５１ａ 支軸
５１ｂ 支持羽根
５２ ホルダー
５２ｃ 移動片
５３ コイルばね（付勢手段）
５４ ストッパ部
５５ ラチェットギア
５６ ラチェット爪
５７ リンク部材
５７ａ 支軸
５８ 錘（付勢手段）
５８ａ 支軸

Claims (7)

1. ハウジング内に昇降可能にして配置され、上面に用紙が載置されるトレイと、このトレイを、駆動装置から動力を得て上昇させ、重力の作用により下降させる昇降機構とを備えた用紙積載装置において、
   前記トレイの最上昇位置から所定距離下降した高さの装置側面に設けられ、トレイを上方に向かって付勢する付勢機構を備えるとともに、この付勢機構は、所定荷重を超える荷重がトレイに付加されたときのみ、付勢機構の箇所を越えて、トレイが下降することを許容することを特徴とする用紙積載装置。
2. 前記付勢機構は、下方から前記トレイを支持する支持羽根が設けられ、略水平な支軸を中心として垂直面内で回転するとともに、上下方向に移動可能な羽根車と、この羽根車に、回転軸線を一致させて連結したラチェットギアと、このラチェットギアの上方に配置されるとともに、これに係合するラチェット爪と、羽根車を介してトレイを上方に向かって付勢する付勢手段と、トレイの最上昇位置から所定距離下降した高さを超える上方への、羽根車の移動を阻止するストッパ部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の用紙積載装置。
3. 前記付勢手段は、弾性部材で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の用紙積載装置。
4. 前記付勢手段は、錘で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の用紙積載装置。
5. 前記所定荷重は、前記トレイ上面に載置される少量の用紙の荷重であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の用紙積載装置。
6. 前記付勢機構は、上下方向の複数箇所に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の用紙積載装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の用紙積載装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

Images