JP2009286621A - 給紙装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙サイズの判定精度を高めた給紙装置の提供を図る。
【解決手段】給紙ユニット１１０は、給紙カセット１と規制板１４Ａとスライダ１５とラック２１と歯車体１７とを備える。規制板１４Ａはスライドして用紙の位置を規制する。規制板１４Ａに伴ってスライダ１５はスライドする。歯車体１７は回転軸２０を中心に揺動し、ラック２１をスライダ１５に連動させる。ラック２１はセンサ２２により位置を検出される。歯車体１７とスライダ１５とは、屈曲した形状のスリット１８と固定ピン１６とにより接続される。規制板１４ＡがＡ４サイズの用紙を規制する位置から、リーガルサイズの用紙を規制する位置までのスライド距離に対する歯車体１７の揺動角度の割合が、規制板１４Ａがリーガルサイズの用紙を規制する位置から、Ｂ５サイズの用紙を規制する位置までのスライド距離に対する歯車体１７の揺動角度の割合よりも大きい。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、用紙折り機などに用紙を給紙する給紙装置に関し、特に、３種以上の定型サイズの用紙に対応可能な給紙台を備える給紙装置に関する。

給紙装置には、給紙台に載置される用紙のサイズを自動的に検知するものがある（例えば、特許文献１参照。）。

従来の給紙装置は、用紙が載置される給紙台を備え、給紙台に規制板と被検出部材と連動部とが設けられる。規制板は給紙台の主面で所定の範囲でスライド自在にされており、用紙の端部の位置を規制する。被検出部材は給紙台の端部でスライドし、センサにより位置が検出される。連動部は、規制板と被検出部材とを連動させる。連動部としては歯車体が利用されることがある。歯車体は、規制板のスライド距離に比例する揺動角度で揺動するとともに、揺動角度に比例するスライド距離で被検出部材をスライドさせる。
特開平１１−１３９５７２号公報

用紙の規格には様々なものがあるが、日本や欧州などではＡ４サイズやＢ５サイズなどのＩＳＯ・ＪＩＳ規格の定型サイズが用いられる。一方、北米ではレターサイズやリーガルサイズなどの国際規格の定型サイズが用いられる。Ａ４サイズは幅寸法２１０×長手寸法２９７ｍｍ、また、Ｂ５サイズは幅寸法１８２×長手寸法２５７ｍｍである。これに対し、レターサイズは幅寸法２１５．９×長手寸法２７９．４ｍｍ、また、リーガルサイズは幅寸法２１５．９×長手寸法３５５．６ｍｍである。

ＩＳＯ・ＪＩＳ規格の定型サイズと国際規格の定型サイズとをいずれも搭載可能にした給紙装置では、寸法の差が小さい定型サイズ、例えばＡ４サイズの長手方向とレターサイズの長手方向とを確実に判定することが難しかった。この判定を確実にするには、被検出部材のスライド距離を規制板のスライド距離に対して高精度に追従させる必要がある。しかし、従来は歯車体や被検出部材の寸法ばらつきなどによって、被検出部材のスライド距離を十分な精度で規制板のスライド距離に追従させることが難しかった。このため、用紙サイズを正確に判定できない問題があった。

本発明は、歯車体やスライド部、被検出部材などに仮に寸法ばらつきがあっても、用紙サイズを高精度に判定できる給紙装置を提供することを目的とする。

本発明の給紙装置は、給紙台と規制板とスライド部と被検出部と連動部とを備える。給紙台は用紙を主面に載置可能である。規制板は、互いの隣接する間隔が異なる少なくとも３箇所の規制位置を経由して給紙台の主面でスライド自在に設けられ、各規制位置にて定型サイズの用紙の端部の位置を規制する。スライド部は、給紙台の主面の裏面にスライド自在に設けられ、規制板に伴ってスライドする。被検出部は、給紙台の裏面にスライド自在に設けられ、スライド部に伴ってスライドし、センサにより位置を検出される。連動部は、被検出部をスライド部に連動させる。ここで、規制板のスライド距離に対する被検出部のスライド距離の割合が、互いの隣接する間隔が離れた規制位置の間を規制板がスライドする際よりも、互いの隣接する間隔が近い規制位置の間を規制板がスライドする際に大きい。

この構成により、間隔が近い規制位置の間を規制板がスライドする際の、被検出部のスライド距離が局所的に大きくなる。

互いの間隔が離れた規制位置は、規制板がＢ５サイズの用紙の長尺方向の端部を規制する位置と、規制板がレターサイズの用紙の長尺方向の端部を規制する位置とであってもよい。また、互いの間隔が離れた規制位置は、規制板がレターサイズの用紙の長尺方向の端部を規制する位置と、規制板がＡ４サイズの用紙の長尺方向の端部を規制する位置とであってもよい。

例えば、レターサイズの用紙とＡ４サイズの用紙では、長尺方向の寸法の差が小さい。そこで、これらに対応する規制位置の間を規制板がスライドする際の、被検出部のスライド距離が局所的に大きくなれば、給紙台に載置された用紙がレターサイズなのかＡ４サイズなのかを精度よく検出できる。

連動部は、給紙台の裏面に垂直な回転軸を中心に揺動自在に設けられ、裏面に平行な面内で曲がる形状のスリットと、スリットの内面に摺動するピンとからなるスリット機構によって、スライド部または被検出部に接続されてもよい。

スリットを曲がった形状とすることにより、規制板のスライド距離に対する連動部の揺動角度の割合が、規制板のスライドする位置によって局所的に大きくなる。このため、被検出部のスライド距離が局所的に大きくなる。

スリットとピンのスライドする軌跡とが交差する交差角度を、互いの間隔が近い規制位置の間に規制板が位置する場合に、互いの間隔が離れた規制位置の間に規制板が位置する場合よりも直角に近くしてもよい。これにより、規制板のスライド距離に対する連動部の揺動角度の割合を、互いの間隔が離れた規制位置の間を規制板がスライドする際よりも、互いの間隔が近い規制位置の間を規制板がスライドする際に大きくできる。

スリットは、第１の摺動領域と第２の摺動領域とに挟まれる屈曲角度が鈍角であると好適である。第１の摺動領域は、互いの間隔が近い規制位置の間で規制板がスライドする際にピンが摺動する領域であり、第２の摺動領域は、互いの間隔が離れた規制位置の間で規制板がスライドする際にピンが摺動する領域である。第１の摺動領域と第２の摺動領域とは屈曲して連続する。

このようにスリットが鈍角に屈曲する構成としたことにより、第１の摺動領域と第２の摺動領域とを跨いでピンがスライドする場合に、ピンに係る抵抗を少なくできる。

ピンに大径部と小径部とを備え、スリットを大径部と小径部とが嵌りこむ段付き形状で構成してもよい。これにより、スリットをピンが摺動する際のがたつきが低減される。

スリット機構を、給紙台の略中央に配置してもよい。ピンとスリットからなるスリット機構では、連動部の揺動に合わせて、スリットの周辺部がピンよりも突出する状態になり得るため、他の部材との干渉を防ぐための空間が連動部の周囲に必要になる。そこで、スリット機構を給紙台の中央付近に配置すれば、連動部を給紙台の裏面に収めて給紙台からはみ出すことを防ぐことができる。

連動部は、回転軸を中心とする周面に歯面が形成されたピニオンギアを備え、被検出部は給紙台の端部に配置し、ピニオンギアの歯面に噛み合う歯面が形成されたラックギアを備えてもよい。ラックギアとピニオンギアからなるラックアンドピニオン機構は、スリット機構のように周囲に他の部材との干渉を防ぐ空間を必要としない。そこで、ラックアンドピニオン機構を給紙台の端部に配置すれば、連動部を給紙台の裏面に収めて給紙台からはみ出すことを防ぐことができる。また、ラックアンドピニオン機構を採用することによりバックラッシュを抑制できるため、連動部の揺動角度に対して被検出部の位置が高精度に追従する。

給紙台は、給紙される用紙に処理を施す処理装置によって挿脱自在に保持されるものであってもよい。この場合、処理装置における給紙台の装着位置に設けられた検出部によって、被検出部の位置が検出されると好適である。これにより検出部のための配線などを給紙台に設けなくても、被検出部の位置を検出できる。

本発明の給紙装置によれば、間隔が近い規制位置の間を規制板がスライドする際の、被検出部のスライド距離を局所的に大きくすることで、歯車体やスライド部、被検出部材などに仮に寸法ばらつきがあっても、用紙サイズの判定精度を高めることができる。

以下、本発明の実施形態に係る給紙装置を説明する。ここで例示する給紙装置はプリンタに設けている。

図１は、本発明の実施形態に係るプリンタの概略の正面図である。

プリンタ１００は、画像データに基づいてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の現像剤を用いてカラー画像またはモノクロ画像を形成する。画像データは、スキャナ等の原稿読取装置によって読み取られ、又は、図示しないネットワークを介して通信自在に接続されたＰＣ（Personal Computer）等の端末装置から送信される。現像剤としては、トナー及びキャリアからなる２成分現像剤が用いられる。

プリンタ１００は、給紙ユニット１１０、画像形成ユニット１３０Ａ〜１３０Ｄ、レーザ走査ユニット（ＬＳＵ）１８０、中間転写ユニット１４０、二次転写ユニット１５０、定着ユニット１６０、および、原稿読取ユニット１７０を備えている。

原稿読取ユニット１７０は、原稿台の上面に配置された原稿から１枚ずつ画像データを読み取る。ＬＳＵ１８０は、入力される画像データに基づいて、レーザビームを照射する。

画像形成ユニット１３０Ａ〜１３０Ｄは、カラー画像を色分解して得られるシアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの４色の各色相に対応し、各色相のトナー像を形成する。中間転写ユニット１４０は、無端状の中間転写ベルトを備え、この中間転写ベルト上に画像形成ユニット１３０Ａ〜１３０Ｄで形成される各色相のトナー像が転写される。二次転写ユニット１５０は、中間転写ベルト上のトナー像を給紙ユニット１１０から搬送されてくる用紙に転写する。定着ユニット１６０は、その用紙にトナー像を熱定着させる。

給紙ユニット１１０は本発明の給紙装置に相当し、多数の用紙を収容する給紙カセット１をＬＳＵ１８０の下側に備えている。給紙ユニット１１０は、Ａ４サイズや、リーガルサイズ、Ｂ５サイズなどの用紙を多量に搭載するためのものであり、いずれかのサイズの用紙が選択的に搭載される。

図２は、給紙カセット１の概略の上面図である。図面下側が装置正面であり、図中の白矢印は給紙方向を示す。

給紙カセット１は、底面板１１を備え、底面板１１の上面に壁部１２Ａ〜１２Ｄと規制板１４Ａ〜１４Ｃを備える。底面板１１は、その主面に用紙を搭載可能であり、本発明の給紙台に相当する。底面板１１には、スライド溝１３Ａ〜１３Ｃを設けている。

規制板１４Ａは本発明の規制板に相当し、詳細を後述する規制位置の検出機構が付設されている。規制板１４Ａは、給紙方向に平行なスライド溝１３Ａにスライド自在に設けられていて、壁部１２Ａから約２９７ｍｍの位置にてＡ４サイズの用紙の長手方向の後端を規制し、壁部１２Ａから約２７９．４ｍｍの位置にてレターサイズの用紙の長手方向の端部を規制し、壁部１２Ａから約２５７ｍｍの位置にてＢ５サイズの用紙の長手方向の端部を規制する。

なお、規制板１４Ａは例示した定型サイズに替えて、他の定型サイズ、例えばリーガルサイズの長手方向を規制してもよい。また、定型サイズの短手方向を規制しても良い。少なくとも隣接する間隔の相違する３箇所の規制位置でサイズを検出できれば好適である。

規制板１４Ｂは、給紙方向に直交するスライド溝１３Ｂにスライド自在に設けられている。規制板１４Ｃは、給紙方向に直交するスライド溝１３Ｃにスライド自在に設けられている。規制板１４Ｂは、Ａ４サイズ、レターサイズ、および、Ｂ５サイズの用紙の短手方向の端（装置背面側の端）の位置を規制する。規制板１４Ｃは、Ａ４サイズ、レターサイズ、および、Ｂ５サイズの用紙の短手方向の端（装置正面側の端）の位置を規制する。

規制板１４Ｂと規制板１４Ｃとは互いの間隔が約２１０ｍｍの位置にてＡ４サイズの用紙のみ短手方向の端を規制する。また、互いの間隔が約２１５．９ｍｍの位置にてレターサイズの用紙の短手方向の端を規制する。また、互いの間隔が約１８２ｍｍの位置にてＢ５サイズの用紙の短手方向の端を規制する。なお、この実施形態では規制板１４Ｂ，１４Ｃについては規制位置の検出機構は設けないが、規制板１４Ａと同様に検出機構を設けても良い。

図３（Ａ）は給紙カセット１の概略の下面図である。図面下側が装置正面であり、図中の白矢印が給紙方向を示す。図３（Ｂ）が給紙カセット１の概略の背面図（二点鎖線で示す矢視図）であり、図３（Ｃ）が給紙カセット１の概略の側面図（一点鎖線で示す矢視図）である。

給紙カセット１は、底面板１１の下面にスライダ１５と歯車体１７とラック２１とを備える。スライド溝１３Ａは底面板１１の下面まで貫通している。

スライダ１５は本発明のスライド部に相当し、規制板１４Ａに対して固定され、規制板１４Ａに連動してスライド溝１３Ａをスライドする。このスライダ１５は、固定ピン１６を備えている。

歯車体１７は本発明の連動部に相当し、スライド溝１３Ａよりも背面側に設けられた回転軸２０に揺動自在に設けられている。歯車体１７は、半円形と略三角形とを組み合わせたティアー（涙）形の外形状を有する。歯車体１７は、半円形の周面部分に歯面１９を備え、三角形の内部にスリット１８を備えている。歯車体１７のスリット１８は、スライド溝１３Ａと交差し、スリット１８内部にスライダ１５の固定ピン１６が嵌め合わされている。スライド溝１３Ａに沿ってスライダ１５がスライドするのに伴い、固定ピン１６がスリット１８の内面に摺動し、歯車体１７が回転軸２０を中心に揺動する。

ラック２１は本発明の被検出部に相当し、回転軸２０よりも背面側の底面板１１の壁部１２Ｄに設けられている。ラック２１は、その正面側に、歯車体１７の歯面１９に嵌め合わされる歯面を備えている。このラック２１には、給紙方向に平行なスライド溝２１Ａを設けていて、スライド溝２１Ａには壁部１２Ｄに設けたピン３１を嵌め合わせている。このためラック２１は、スライド溝１３Ａと平行にスライド自在であり、スライダ１５が給紙方向にスライドし、歯車体１７が時計回りで揺動するのに伴って、ラック２１は給紙方向と逆方向にスライドすることになる。逆に、スライダ１５が給紙方向と逆方向にスライドし、歯車体１７が反時計回りに揺動するのに伴って、ラック２１は給紙方向にスライドすることになる。ラック２１がスライドする経路上には、センサ２２から立設するスイッチ２２Ａ〜２２Ｃを配置している。

規制板１４Ａをスライドさせると、固定ピン１６からスリット１８の内壁に力が作用し、その力の分力がトルクとなって歯車体１７を回転させ、ラック２１をスライドさせる。ラック２１のスライドによってスイッチ２２Ａ〜２２Ｃがラック２１に接触すると、スイッチ２２Ａ〜２２Ｃはセンサ２２に押し込まれる。センサ２２はスイッチ２２Ａ〜２２Ｃが押し込まれた状態に応じた規格検出信号を出力する。この規格検出信号はプリンタ１００の制御部に入力され、制御部は用紙の規格に応じた制御を行う。

ここでは、歯車体１７とスライダ１５との接続に、スリット１８と固定ピン１６とからなるスライド機構を採用している。このため、歯車体１７の先端がスライド溝１３Ａよりも突出することになるが、スライド溝１３Ａを給紙カセット１の略中央付近に配置しているので、このスライド構造の周囲に十分な空間を設けて、歯車体１７が周囲の部材と干渉することを防いでいる。

また、歯車体１７とラック２１との接続に、ラック２１と歯面１９とからなるラックアンドピニオン機構を採用している。このため、ラック２１を給紙カセット１の端部に配置しても、給紙カセット１から歯車体１７がはみ出すことが無い。ラックアンドピニオン機構でのバックラッシュは極めて小さいため、歯車体１７の揺動角度に対してラック２１の位置が高精度に追従する。

図４は、歯車体１７の概略の拡大図である。図４（Ａ）は、歯車体１７の下面図であり、図４（Ｂ）は、一点鎖線で示す位置の断面図である。

ここで、歯車体１７は、前述のように歯面１９とスリット１８とを備えている。スリット１８は屈曲位置１８Ｃにて屈曲した形状であり、回転軸の逆側のスリット先端から屈曲位置１８Ｃまでの直線状の第１摺動領域１８Ａと、屈曲位置１８Ｃから回転軸側のスリット基端までの直線状の第２摺動領域１８Ｂとを備えている。

第１摺動領域１８Ａと第２摺動領域１８Ｂとに挟まれた、スリット１８の屈曲角度はおおよそ１２０°〜１３５°の範囲内に設定している。ここでは屈曲角度を１２０°よりも大きくして、規制板１４Ａをスライドさせる際の抵抗が過剰に大きくなることを防いでいる。また、屈曲角度を１３５°よりも小さくして、第１摺動領域１８Ａでの固定ピン１６のスライド距離に対する歯車体１７の揺動角度の割合を大きくしている。

スリット１８の周囲にはリブ１７Ａ，１７Ｂを設けている。リブ１７Ａ，１７Ｂは、スリット１８周囲の強度を高めて歯車体１７の破壊を防いでいる。スリット１８の断面形状は固定ピン１６の断面形状と相似する。なお、固定ピン１６は大径部と小径部とを有する段付き形状のものを採用している。ここでは、スリット１８に段部１７Ｃを設けているので、固定ピン１６とスリット１８との接触面積を確保して、固定ピン１６がスリット１８の内壁に対してがたつきを抑制した状態でスリット１８を摺動するようにしている。また、複数の肉抜き部を設けて歯車体１７の軽量化を図っている。

図５は、歯車体１７の動作を説明する図である。図５（Ａ）は、規制板１４ＡによりＡ４サイズの用紙の端部の位置を規制する場合の給紙カセット１の下面図である。図５（Ｂ）は、規制板１４Ａによりリーガルサイズの用紙の端部の位置を規制する場合の給紙カセット１の下面図である。図５（Ｃ）は、規制板１４ＡによりＢ５サイズの用紙の端部の位置を規制する場合の給紙カセット１の下面図である。

この実施形態では、規制板１４ＡがＡ４サイズの用紙の端部を規制するＡ４規制位置にある場合、固定ピン１６が第１摺動領域１８Ａのスリット先端に位置する。また、規制板１４Ａがリーガルサイズの用紙の端部を規制するリーガル規制位置にある場合に、固定ピン１６がスリット１８の屈曲位置１８Ｃに位置する。また、規制板１４ＡがＢ５サイズの用紙の端部を規制するＢ５規制位置にある場合に、固定ピン１６が第２摺動領域１８Ｂの途中に位置する。

規制板１４ＡがＡ４規制位置からリーガル規制位置にスライドするのに伴い、固定ピン１６は第１摺動領域１８Ａのスリット先端から屈曲位置１８Ｃまで摺動する。このとき、歯車体１７は、規制板１４Ａのスライド距離に対する揺動角度の割合が大きく、ラック２１の規制板１４Ａのスライド距離に対するラック２１のスライド距離の割合が大きくなる。一方、規制板１４Ａがリーガル規制位置からＢ５規制位置にスライドするのに伴い、固定ピン１６は屈曲位置１８Ｃから第２摺動領域１８Ｂの途中まで摺動する。このとき、歯車体１７は規制板１４Ａのスライド距離に対する揺動角度の割合が小さく、規制板１４Ａのスライド距離に対するラック２１のスライド距離の割合が小さくなる。

これにより、規制板１４Ａのスライド距離に対する歯車体１７の揺動角度の割合が、互いの隣接する間隔が離れたＢ５規制位置とリーガル規制位置との間を規制板１４Ａがスライドする際よりも、互いの隣接する間隔が近いリーガル規制位置とＡ４規制位置との間を規制板１４Ａがスライドする際に大きくなる。そして、ラックアンドピニオン機構における歯車体１７の揺動角度に対するラック２１のスライド距離の割合が一定であるので、規制板１４Ａのスライド距離に対するラック２１のスライド距離の割合が、互いの隣接する間隔が離れたＢ５規制位置とリーガル規制位置との間を規制板１４Ａがスライドする際よりも、互いの隣接する間隔が近いリーガル規制位置とＡ４規制位置との間を規制板１４Ａがスライドする際に大きくなる。

図６は、ラック２１の概略の拡大図である。図６（Ａ）の実線は規制板１４ＡがＡ４規制位置に位置する際のラック２１の位置を表し、波線は規制板１４Ａがリーガル規制位置に位置する際のラック２１の位置を表す。図６（Ｂ）は、用紙サイズとセンサ２２のスイッチ２２Ａ〜２２Ｃの状態との対応を示す表である。

実線で示す規制板１４ＡがＡ４規制位置に位置する際、ラック２１はスイッチ２２Ａ〜２２Ｃのいずれにも接触せず、スイッチ２２Ａ〜２２Ｃはいずれもセンサ２２から突出した状態となる。センサ２２は、このスイッチ２２Ａ〜２２Ｃの状態になると、用紙がＡ４サイズであることを示す規格検出信号をプリンタ１００の制御部に出力する。

また、波線で示す規制板１４Ａがリーガル規制位置に位置する際、ラック２１はスイッチ２２Ａに接触し、スイッチ２２Ｂ，２２Ｃに接触せず、スイッチ２２Ａのみがセンサ２２の内部に押し込まれる。したがって、スイッチ２２Ｂ，２２Ｃがセンサ２２から突出した状態となる。センサ２２は、このスイッチ２２Ａ〜２２Ｃの状態になると、用紙がリーガルサイズであることを示す規格検出信号をプリンタ１００の制御部に出力する。

なお、センサ２２は、スイッチ２２Ａ，２２Ｂがセンサ２２の内部に押し込まれ、スイッチ２２Ｃがセンサ２２から突出した状態になると、用紙がＢ５サイズであることを示す規格検出信号をプリンタ１００の制御部に出力する。また、センサ２２は、スイッチ２２Ａ〜２２Ｃのすべてがセンサ２２の内部に押し込まれた状態になると、Ａ４サイズの用紙が縦向きに載置されて、規制板１４ＡがＡ４サイズの用紙の側端の位置を規制していることを示す規格検出信号をプリンタ１００の制御部に出力する。

このような構成のラック２１とセンサ２２とを採用することにより、ラック２１を底面板の端部に配置することが可能になる。そのため、給紙カセット１ではなくプリンタ１００にセンサ２２を配置しても、ラック２１を検出することができる。これにより、プリンタ１００における給紙カセット１の装着位置にセンサ２２を配置し、給紙カセット１からセンサ２２などの電気配線を省くことができる。このようにすることで、給紙カセット１とプリンタ１００との電気的接続を行う必要がなく、電気的接続の信頼性を改善できる。また、給紙カセット１の製造に係るコストの低減が図れる。

図７は、スリット１８の中心線を点線で示し、スライド溝１３Ａの中心線を波線で示し、スライド溝１３Ａの中心線に対する直交線を長波線で示した、それぞれの位置関係を説明する図である。図７（Ａ）は、第１摺動領域１８Ａを固定ピン１６が摺動する際を表して、図７（Ｂ）は、第２摺動領域１８Ｂを固定ピン１６が摺動する際を表している。

ここでは、スリット１８の中心線と直交線とのなす角度を歯車体１７の揺動角度θ０（θ０′）とする。揺動角度θ０は第１摺動領域１８Ａに固定ピン１６が位置する際の揺動角度である。揺動角度θ０′は第２摺動領域１８Ｂに固定ピン１６が位置する際の揺動角度である。また、スリット１８の中心線とスライド溝１３Ａの中心線とのなす角度を交差角度θ１（θ１′）とする。交差角度θ１は第１摺動領域１８Ａに固定ピン１６が位置する際の交差角度である。交差角度θ１′は第２摺動領域１８Ｂに固定ピン１６が位置する際の交差角度である。また、スリット１８の第1摺動領域１８Ａと第２摺動領域１８Ｂとに挟まれる角度を屈曲角度θ２とする。

ここで、揺動角度θ０と交差角度θ１との間には以下の関係がなりたつ。
θ０＝３６０−９０−θ１
また、揺動角度θ０と交差角度θ１′との間には以下の関係がなりたつ。
θ０＝１８０−９０−θ１′
したがって、規制板１４Ａがスライド溝１３Ａに沿ってＡ４規制位置、リーガル規制位置、Ｂ５規制位置と順にスライドしていくに従い、歯車体１７の揺動角度θ０（θ０′）は次第に小さくなっていく。このとき、スリット１８とスライド溝１３Ａとの交差角度θ１（θ１′）も次第に小さくなっていく。なお、逆に規制板１４ＡがＢ５規制位置、リーガル規制位置、Ａ４規制位置と順にスライドしていく場合は、揺動角度θ０（θ０′）は次第に大きくなっていく。このとき、交差角度θ１（θ１′）も次第に大きくなっていく。固定ピン１６がスリット１８の屈曲位置１８Ｃを通過するとき、交差角度が交差角度θ１から交差角度θ１′に大きく変化する。

第１摺動領域１８Ａとスライド溝１３Ａとの交差角度θ１は比較的直角に近い角度であるが、第２摺動領域１８Ｂとスライド溝１３Ａとの交差角度θ１′は直角からより離れた角度である。交差角度が比較的直角に近いほど、規制板１４Ａのスライド距離に対して、固定ピン１６がスリット１８を摺動する距離の割合が大きくなるため、交差角度が比較的直角に近い第１摺動領域１８Ａをピンが摺動する場合には、歯車体１７の揺動角度が局所的に大きく、ラック２１のスライド距離が局所的に長くなる。一方、交差角度が直角から離れた第２摺動領域１８Ｂをピンが摺動する場合には、歯車体１７の揺動角度が局所的に小さく、ラック２１のスライド距離が局所的に短くなる。

したがって、固定ピン１６が摺動する領域によって交差角度を大きく異ならせることにより、ラック２１のスライド距離を局所的に大きくできる。具体的には、交差角度がより直角に近いほど、ラック２１のスライド距離が局所的に大きくなるため、間隔が近い規制位置の間での摺動領域について、交差角度が大きくなるようにスリット１８を屈曲させるとよい。

なお、スリット１８が屈曲位置で屈曲する構成の場合には、スリット１８の屈曲角度θ２を適切に設定する必要がある。屈曲角度θ２が小さすぎれば規制板１４Ａをスライドさせる際の抵抗が大きくなり、規制板１４Ａをスムーズにスライドさせることが困難になる。一方、屈曲角度θ２が１８０°に近すぎれば、交差角度θ１の屈曲位置前後での変化が小さくなって、ラック２１のスライド距離を十分に変化させることが難しくなる。そのため、本実施形態では、屈曲角度θ２を鈍角の適切な角度にすることで、規制板１４Ａがスムーズにスライドできるようにしている。

図８は、スリットが直線状に設けられた比較例と、本発明の実施例とを比較して説明する図である。図８（Ａ）は規制板１４ＡがＡ４規制位置に位置する場合を、図８（Ｂ）は規制板１４Ａがリーガル規制位置に位置する場合を示している。図中の波線が比較例を表し、図中の実線が実施例を表している。

実施例の歯車体１７によれば、規制板をＡ４規制位置からリーガル規制位置にスライドさせることで、従来例よりも大きな揺動角度で歯車体１７が揺動する。このため、ラック２１も長いスライド距離でスライドする。したがって、規制板がＡ４規制位置にあるときのラック２１の位置を、センサ２２のスイッチ２２Ａから従来例よりも離して配置することができ、部材のばらつきなどがあっても、規制板１４Ａの規制位置を誤検出する虞を低減できる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。

図９は歯車体の他の構成例を説明する下面図である。上述の実施形態では歯車体とラックとの接続構造部にラックアンドピニオン機構を採用したが、本実施形態では歯車体とラックとの接続構造部にもスリット機構を採用する。

スライド溝１１３Ａは、底面板の上面から下面にかけて貫通している。スライド溝１１３Ａには、スライド部１１５を設けている。スライド部１１５は、底面板の上面に設けられた規制板に対して固定されていて、規制板に連動してスライドする。スライド部１１５には、ピン１１６Ａを固定している。

また、底面板には回転軸１２０を中心に揺動自在に歯車体１１７を設けている。歯車体１１７は、２つのアームを組み合わせた外形状を有し、各アーム内部にスリット１１８Ａ，１１８Ｂを備えている。スリット１１８Ａは、回転軸１２０よりも正面側に延設されたアームに設けられていて、スライド溝１１３Ａの上方を通過する。下面視してスリット１１８Ａとスライド溝１１３Ａとが交差する。このスリット１１８Ａにはスライド部１１５のピン１１６Ａを嵌め合わせている。これにより、スライド溝１１３Ａに沿ってスライド部１１５がスライドするのに伴い、ピン１１６Ａがスリット１１８Ａを摺動して歯車体１１７が回転軸１２０を中心に揺動することになる。

スリット１１８Ｂは、回転軸２０よりも背面側に延設されたアームに設けられていて、ラック１２１のスライドするスライド溝１１３Ｂの上方を通過する。下面視してスリット１１８Ｂとスライド溝１１３Ｂとが交差する。ラック１２１にはピン１１６Ｂを固定していて、ピン１１６Ｂはスリット１１８Ｂに嵌め合わせている。これにより、歯車体１１７が回転軸１２０を中心に揺動するのに伴い、スリット１１８Ｂ内をピン１１６Ｂが摺動して、ラック１２１がスライド溝１１３Ｂに沿ってスライドする。

ここでは、歯車体１１７とラック１２１とのスリット機構を、歯車体１１７とスライド部１１５とのスリット機構とともに、屈曲したスリットにより構成している。これにより、ラック１２１の局所的なスライド距離をさらに拡大することができる。なお、スリット１１８Ｂの屈曲位置や屈曲角度を、スリット１１８Ａの屈曲位置や屈曲角度と異ならせてもよく、その場合、複数の規制位置にてスライド距離を拡大することが容易になる。

なお、この構成の場合、歯車体１１７とラック１２１との接続にスリット機構を採用することにより、歯車体１１７の先端がラック１２１のスライド溝１１３Ｂから突出する状態になり得る。このため、ラック１２１およびスライド溝１１３Ｂは、底面板の端部ではなく、底面板の中央周辺に設けた方がよい。

他にも、歯車体とラックとの接続構造部にスリット機構を採用する場合、歯車体とスライダとの接続構造部にラックアンドピニオン機構を採用することも可能である。この場合も、歯車体とラックとの接続にスリット機構を採用することにより、歯車体の先端がラックのスライド溝から突出する状態になり得るため、ラックおよびスライド溝は、底面板の端部ではなく、底面板の中央周辺に設けた方がよい。

また他にも、歯車体にピンを、スライダやラックにスリットを設けるようにしても良い。また、スリット１８が屈曲位置で屈曲する構成のほかにも、スリット１８が緩やかに湾曲するような構成を採用しても良い。少なくとも一つ、曲がる形状のスリットを備えるスリット構造を採用すれば、それ以外の構成については特に限定されない。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施形態に係る給紙装置を備えるプリンタの概略の正面図である。 本発明の実施形態に係るプリンタの備える給紙カセットの概略の上面図である。 本発明の実施形態に係る給紙カセットの展開図である。 本発明の実施形態に係る給紙カセットの備える歯車体の拡大図である。 本発明の実施形態に係る歯車体の動作を説明する図である。 本発明の実施形態に係る歯車体のスリットと、ピンのスライドする軌跡との関係を説明する図である。 本発明の実施形態に係る給紙カセットの備えるラックの拡大図である。 本発明の実施形態に係る歯車体の位置を比較例と比較する図である。 本発明の他の実施形態に係る歯車体の構成例を説明する図である。

符号の説明

１…給紙カセット
１３Ａ…スライド溝
１４Ａ…規制板
１５…スライダ
１６…ピン
１７…歯車体
１７Ａ，１７Ｂ…リブ
１８…スリット
１９…歯面
２０…回転軸
２１…ラック
２２…センサ
２２Ａ〜２２Ｃ…スイッチ
１００…プリンタ

Claims (10)

1. 主面に用紙を載置可能な給紙台と、
   互いの隣接する間隔が相違する少なくとも３箇所の規制位置を経由して、前記給紙台の主面でスライド自在に設けられ、各規制位置にて定型サイズの前記用紙の端部の位置を規制する規制板と、
   前記主面の裏面にスライド自在に設けられ、前記規制板に伴ってスライドするスライド部と、
   前記裏面にスライド自在に設けられ、前記スライド部に伴ってスライドし、センサにより位置を検出される被検出部と、
   前記被検出部を前記スライド部に連動させる連動部と、を備える給紙装置であって、
   前記規制板のスライド距離に対する前記被検出部のスライド距離の割合を、互いの間隔が離れた規制位置の間を前記規制板がスライドする際よりも、互いの間隔が近い規制位置の間を前記規制板がスライドする際に大きくした、給紙装置。
2. 前記互いの間隔が離れた規制位置は、前記規制板がＢ５サイズの用紙の長尺方向の端部を規制する規制位置と、前記規制板がレターサイズの用紙の長尺方向の端部を規制する規制位置とであり、
   前記互いの間隔が近い規制位置は、前記規制板がレターサイズの用紙の長尺方向の端部を規制する規制位置と、前記規制板がＡ４サイズの用紙の長尺方向の端部を規制する規制位置とである、請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記連動部は、前記裏面に垂直な回転軸を中心に揺動自在に前記裏面に設けられ、前記裏面に平行な面内で曲がる形状のスリットと、前記スリットの内面に摺動するピンとからなるスリット機構によって、前記スライド部または前記被検出部に接続される、請求項１または２に記載の給紙装置。
4. 前記スリットと前記ピンのスライドする軌跡とが交差する交差角度は、前記互いの間隔が離れた規制位置の間に前記規制板が位置する際よりも、前記互いの間隔が近い規制位置の間に前記規制板が位置する際に直角に近い、請求項３に記載の給紙装置。
5. 前記スリットは、
   前記互いの間隔が近い規制位置の間で前記規制板がスライドする際に前記ピンが摺動する第１の摺動領域と、
   前記互いの間隔が離れた規制位置の間で前記規制板がスライドする際に前記ピンが摺動する第２の摺動領域と、が屈曲して連続し、
   前記第１の摺動領域と前記第２の摺動領域とに挟まれる屈曲角度が鈍角である、請求項３または４に記載の給紙装置。
6. 前記スリットは、その周囲に前記裏面に平行な面から立設する形状のボスが形成されている請求項３〜５のいずれかに記載の給紙装置。
7. 前記ピンは大径部と小径部とを備え、
   前記スリットは、前記大径部と前記小径部とが嵌りこむ段付き形状である請求項３〜６のいずれかに記載の給紙装置。
8. 前記スリット機構を、前記給紙台の略中央に配置した請求項３〜７のいずれかに記載の給紙装置。
9. 前記連動部は、前記回転軸を中心とする周面に歯面が形成されたピニオンギアを備え、
   前記被検出部は、前記ピニオンギアの歯面に噛み合う歯面が形成されたラックギアを備え、前記給紙台の端部に配置された、請求項３〜８のいずれかに記載の給紙装置。
10. 前記給紙台は、給紙される前記用紙に処理を施す処理装置によって挿脱自在に保持されるものであり、
    前記処理装置における前記給紙台の装着位置に設けられた検出部によって、前記被検出部の位置が検出される、請求項９に記載の給紙装置。

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