JP2010173827A - 用紙積載装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置から出力した画像形成済みの用紙を受け入れて積載するトレイを支持して昇降動するトレイ昇降動手段を備えた用紙積載装置において、組み立て時におけるトレイの水平出し調整や、メンテナンス時におけるトレイ高さの微調整を容易にした用紙積載装置を提供すること。
【解決手段】上下方向に所定の間隔をおいて枢設した一対の支軸１５と、その一対の支軸１５夫々に取り付けた一対のタイミングプーリ１６と、その一対のタイミングプーリ１６に掛架されシフトトレイ１を支持するタイミングベルト２０と、支軸１５を回動する駆動部と、一対の支軸１５と一対のタイミングプーリ１６とタイミングベルト２０とが、シフトトレイ１を両持ち支持可能に所定の間隔をおいて並設され、タイミングベルト２０同士を同期回転可能に連結する連結部とを備えてトレイ昇降動手段を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置から出力された画像形成済みの用紙を受け入れて、装置内部に設けた昇降動可能なトレイに積載する用紙積載装置及び画像形成装置に関する。

用紙に画像形成をする画像形成装置に並設される装置、または内装される装置として、画像形成済みの用紙を受け入れて、装置内部に設けたトレイに積載する用紙積載装置がある。
用紙を積載するトレイは昇降動可能になっており、その構造としては、例えば、トレイの平面視四隅から係合ピンを突設し、その係合ピンと係合可能な螺旋状の溝カムを形成した４本の棒状リードカムを、係合ピンと溝カムとが係合するように立設し、その棒状リードカムを回動することで、トレイを昇降動可能にしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
他の構造としては、用紙を積載するトレイと、トレイの一方側に取り付けられた第１のワイヤーと、その第１のワイヤーを巻き上げる第１の巻き上げプーリと、トレイの他方側に取り付けられた第２のワイヤーと、その第２のワイヤーを巻き上げる第２巻き上げプーリと、第１の巻き上げプーリ及び第２の巻き上げプーリを駆動する駆動軸と、その駆動軸を枢動させる枢軸とを有し、枢軸を中心として駆動軸を枢動させることによって、第１のワイヤーと第２のワイヤーの巻き上げ位置を調整してトレイを昇降動可能にしたものが知られている（例えば特許文献２参照）。

しかしながら、前者のトレイの昇降動構造は、トレイの平面視四隅がカム対偶であることから、夫々の溝カムと係合ピンとの位置合わせ調整、すなわち、組み立て時におけるトレイの水平出し調整や、メンテナンス時におけるトレイ高さの微調整が面倒である。しかも、溝カムと係合ピンとが摩擦係合であることから、用紙の大量積載における動作上の負荷が大きく、強大な駆動源が必要となる。
後者のトレイの昇降動構造は、トレイを吊設するワイヤーの巻き取り及び巻き出しで昇降動する構成であることから、組み立て時におけるトレイの水平出し調整や、メンテナンス時におけるトレイ高さの微調整において、吊るした数本のワイヤー位置を均等に調整するのが困難である。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できる用紙積載装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる用紙積載装置及び画像形成装置は、下記の技術的手段を講じた。
請求項１にかかる発明は、画像形成装置から出力した画像形成済みの用紙を受け入れて積載するトレイを支持して昇降動するトレイ昇降動手段を備えた用紙積載装置であって、前記トレイ昇降動手段は、上下方向に所定の間隔をおいて枢設した一対の支軸と、その一対の支軸夫々に取り付けた一対のタイミングプーリと、その一対のタイミングプーリに掛架され前記トレイを支持するタイミングベルトと、前記支軸を回動する駆動部と、一対の前記支軸、一対の前記タイミングプーリ及び前記タイミングベルトが前記トレイを両持ち支持可能に所定の間隔をおいて並設され、前記タイミングベルト同士を同期回転可能に連結する連結部と、を備えてなる用紙積載装置を特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１において、前記タイミングプーリに換えてスプロケットにし、前記タイミングベルトに換えて前記スプロケットに噛合するチェーンにしたことを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１において、前記タイミングプーリは、筒状に形成され、前記タイミングベルトと噛合する歯を外周面に形成すると共に内周面に内歯を形成した外部材と、筒状に形成され、前記支軸に挿嵌されると共に前記内歯に挿脱可能に噛合する外歯を外周面に形成した内部材と、を備えたことを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１において、前記スプロケットは、筒状に形成され、前記チェーンと噛合する歯を外周面に形成すると共に内周面に内歯を形成した外部材と、筒状に形成され、前記支軸に挿嵌されると共に前記内歯に挿脱可能に噛合する外歯を外周面に形成した内部材と、を備えたことを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の用紙積載装置と、前記用紙に画像を形成する画像形成手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置から出力した画像形成済みの用紙を受け入れて積載するトレイを、タイミングベルト又はチェーンで支持し昇降動するように構成して、組み立て時におけるトレイの水平出し調整や、メンテナンス時におけるトレイ高さの微調整等の際に、タイミングプーリに対してタイミングベルト、または、スプロケットに対してチェーンの噛み合い位置をずらすだけで調整が済むから、高さ位置調整の作業性を向上することができる。しかも、溝カムと係合ピンとのカム対偶に比較して、用紙の大量積載における動作上の負荷も小さく、強大な駆動源も必要ない。

本実施の形態にかかる用紙積載装置の概略を示し、シフトトレイを上部に位置させた状態の正面図である。 駆動部廻りの斜視図である。 タイミングプーリの上半分を断面した側面図である。 外部材を移動させた状態の、タイミングプーリの上半分を断面した側面図である。 タイミングプーリの他の態様を示し、外部材を移動させた状態の、タイミングプーリの上半分を断面した側面図である。

本発明にかかる用紙積載装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施の形態にかかる用紙積載装置は、用紙に画像形成をする画像形成装置に並設されるもので、シフトトレイ１と、用紙搬送手段と、用紙揃え手段と、トレイ昇降動手段とを備える。
本発明にかかるトレイであるシフトトレイ１は、用紙積載装置と独立して移動可能な矩形体状に形成され、用紙が積載されるトレイ面には、後述するメインジョガー１２、サブジョガー１３、ストッパ１４の下端部が入り込む凹部１ａが形成される。
用紙搬送手段は、図１に示すように、画像形成装置から出力された画像形成済みの用紙を受け入れて、装置上面に設けたプルーフトレイ２に排紙可能な第１の搬送路部３と、用紙の受け入れ直後に第１の搬送路部３から分岐されてシフトトレイ１に向かって排紙可能な第２の搬送路部４と、第１の搬送路部３の中間部から分岐されて当該装置の他方の側面から排紙可能な第３の搬送路部５と、第１の搬送路部３と第２の搬送路部４との分岐部分に揺動可能に設けられ搬送されてきた用紙を第１の搬送路部３か第２の搬送路部４かの何れかに搬送可能に搬送路を切り換える第１の切り換え爪部６と、第１の搬送路部３と第３の搬送路部５との分岐部分に揺動可能に設けられ搬送されてきた用紙を第１の搬送路部３か第３の搬送路部５かの何れかに搬送可能に搬送路を切り換える第２の切り換え爪部７とを備える。
第１の搬送路部３、第２の搬送路部４、第３の搬送路部５は、複数の回動可能なローラ対８とガイド板（図示せず）とを備える。第２の搬送路部４には、シフトトレイ１に向かって排紙する排紙ローラ対９を備える。

用紙揃え手段は、図１に示すように、第３の搬送路部５の下方に装置機枠１０に吊り下げられた支持枠１１と、図において奥行き方向に接離可能に支持枠１１の右部から垂設された一対の杓文字状のメインジョガー１２を備え、シフトトレイ１に排紙された用紙の後端部が所定位置に位置するよう押動して幅方向の位置を修正する第１の幅揃え部と、図において奥行き方向に接離可能に支持枠１１の中央部から垂設された一対の杓文字状のサブジョガー１３を備え、シフトトレイ１に排紙された用紙の中途部を所定位置に位置するよう押動して幅方向の位置を修正する第２の幅揃え部と、図において左方を待機位置にすると共に左右方向に進退動可能に支持枠１１から垂設された帯板状のストッパ１４を備え、シフトトレイ１に排紙された用紙が所定位置に位置するよう押動して用紙の先端位置を修正する先端揃え部と、排紙ローラ対９に連動して搬送方向（反時計方向）に回転して用紙の後端部を下方に押し付けるパドル部（図示せず）とを備える。
トレイ昇降動手段は、図１及び図２に示すように、支軸１５と、タイミングプーリ１６と、タイミングベルト２０と、シフトトレイ支持部と、連結部と、駆動部とを備える。
支軸１５は、用紙揃え手段の下方で且つ画像形成装置から排紙された画像形成済みの用紙を受け入れる受け入れ部の近傍に、図１において奥行き方向に向かって装置機枠に枢設されると共に、その枢設位置から下方向に所定の間隔をおいて装置機枠に枢設された一対と、用紙揃え手段より搬送方向下流側にその一対の支軸１５と並設された一対との４本からなる。

タイミングプーリ１６は、図３及び図４に示すように、タイミングベルト２０と噛合する歯１７ａが外周面に形成されると共に連通する一段の段付穴が形成され、その一段の段付穴の小径穴内周面に内歯１７ｂが形成された外部材１７と、内歯１７ｂに挿脱可能に噛合する外歯１８ａが外周面に形成された小径軸部と外部材１７の大径穴１７ｃに挿脱可能に係合する大径軸部１８ｂとで一段の段付軸状に形成されると共に、支軸１５に取り付ける取り付け穴（図示せず）が形成された内部材１８とを備える。
内歯１７ｂと外歯１８ａは、タイミングベルト２０と噛合する歯１７ａと同じ歯数で、歯の形成位置も周方向に位相差の無いように同じになっている。
このように構成されたタイミングプーリ１６は、４本の支軸１５夫々に、図１において奥行き方向に、シフトトレイ１の奥行き幅より内側となる所定の間隔をおいて内部材１８が取り付けられ、外部材１７の抜き差し側が作業のし易い側（例えば支軸１５外側）となるように、その夫々の内部材１８に外部材１７が夫々挿脱可能に挿嵌されている。そして、外部材１７が内部材１８から外れないように支軸１５に形成した止め輪溝に止め輪１９が夫々環装されている。

タイミングベルト２０は、４組の上下一対からなるタイミングプーリ１６同士間に夫々掛架されている（図２）。
シフトトレイ支持部は、シフトトレイ１の平面視コーナー部底面を支持してタイミングベルト２０の回動よって昇降可能に４本のタイミングベルト２０夫々に取り付けられた支持アーム２１と、上下方向に延出するように装置機枠に支持されると共に支持アーム２１に挿通されたガイドロッド２２とを備える。
連結部は、図２に示すように、図中、奥行き側の上側のタイミングプーリ１６内側に隣接するように左右の上側の支軸１５に取り付けられた一対の同期用上側タイミングプーリ２３と、その同期用上側タイミングプーリ２３の下方に同期用上側タイミングプーリ２３間より狭い所定の距離をおいて装置機枠１０に軸支した一対の同期用下側タイミングプーリ２４と、その同期用上側タイミングプーリ２３と同期用下側タイミングプーリ２４とに掛架した同期用タイミングベルト２５とを備える。
駆動部は、図１及び図２に示すように、一方の同期用上側タイミングプーリ２３内側に隣接するように上側の一方の支軸１５に挿嵌された第１ギア２６と、装置機枠に軸支され、同期用タイミングベルト２５内側でその第１ギア２６と噛合された第２ギア２７と、装置機枠１０に軸支され、同期用タイミングベルト２５内側でその第２ギア２７と噛合された第３ギア２８と、その第３ギア２８の枢軸に取り付けられたウォームホイール２９と、上下方向に延設された枢軸の上部に設けられウォームホイール２９に噛合されたウォーム３０（ねじ歯車）と、その枢軸の下部に設けられた従動用タイミングプーリ３１と、装置機枠に支持されパルス電力に同期して動作する駆動モータ３２と、その駆動モータ３２の回動軸に取り付けられた駆動用タイミングプーリ３３と、その駆動用タイミングプーリ３３と従動用タイミングプーリ３１とに掛架した駆動用タイミングベルト３４とを備える。

この駆動部は、駆動モータ３２の回動軸が回動することで、駆動用タイミングプーリ３３、従動用タイミングプーリ３１、駆動用タイミングベルト３４を介して、ウォーム３０が回動し、そのウォーム３０と噛合したウォームホイール２９が回動し、そのウォームホイール２９と同軸上の第３ギア２８が回動し、その第３ギア２８と噛合した第２ギア２７、その第２ギア２７と噛合した第１ギア２６を介して、上側の一方の支軸１５が回動し、連結部を介して、上側の他方の支軸１５が同期して回動する。これにより、４本のタイミングベルト２０が同期して回動し、その４本のタイミングベルト２０の夫々に取り付けられた支持アーム２１が昇降動し、支持アーム２１に支持されたシフトトレイ１が昇降動する。また、ウォーム３０とウォームホイール２９を用いることで、シフトトレイ１は、任意の高さ位置で保持された状態を維持する。
シフトトレイ１の、任意の高さ位置で保持された状態を維持するためにウォーム３０とウォームホイール２９を用いたり、シフトトレイ１の昇降動をタイミングベルト２０を用いたりすることで、溝カムと係合ピンとのカム対偶に比較して、用紙の大量積載における動作上の負荷も小さく、強大な駆動モータが不要になっている。

次に、以上のように構成された用紙積載装置の一連の動作を説明すると、先ず、使用者によって、第１の搬送路部３によるプルーフ排紙モード、第２の搬送路部４によるシフト排紙モード、第３の搬送路部５によるストレート排紙モードの何れかが選択される。
これらの排紙モードのうち、シフト排紙モードが選択されると、第１の切り換え爪部６が第２の搬送路部４に用紙が通紙されるように切り換わり、シフトトレイ１が支持アーム２１に支持されて上昇しているか否かが、図示しないセンサを備えた制御部により判断され、問題のない場合、当該装置に付設した画像形成装置からの画像形成済みの用紙が第２の搬送路部４を介してシフトトレイ１に排紙される。

一対のメインジョガー１２及び一対のサブジョガー１３は、シフトトレイ１に排紙された用紙に向かって移動を開始し、用紙の幅方向の位置が所定の位置となるように整える。次いで、ストッパ１４が用紙に向かって移動を開始し、用紙の先端位置が所定の位置となるように整える。用紙積載によりシフトトレイ１が順次下降していき、図示しない満杯センサが検知した時点でシフト排紙の満杯となる。
このようにしてシフトトレイ１に排紙された用紙が所定量に達したら、あるいは、使用者によって用紙を取り出す旨の入力がされると、駆動部が動作し、連結部や４本のタイミングベルト２０、その４本のタイミングベルト２０の夫々に取り付けられた支持アーム２１等を介してシフトトレイ１が下降する。シフトトレイ１の直下に台車３５を予め用意しておくことで、その台車３５にシフトトレイ１が載置される（図１）。

次に、組み立て時におけるシフトトレイ１の水平出し調整や、メンテナンス時におけるシフトトレイ１高さの微調整について説明する。
４本のタイミングベルト２０夫々に取り付けられた支持アーム２１の夫々の高さ位置が同じになるように、タイミングプーリ１６に対してタイミングベルト２０の噛み合い位置を見計りながら、タイミングプーリ１６に対してタイミングベルト２０を噛合してセットする（組み立て時、図３）。なお、タイミングプーリ１６とタイミングベルト２０とに、予め、位置合わせ用のマーキングを施しておき、先ずは、そのマーキングを元にタイミングプーリ１６にタイミングベルト２０を噛合してセットし、その後、噛み合い位置の微調整を行うことが好ましい。
支持アーム２１の夫々の高さ位置を計測し、ずれがあるようだったら、そのずれた一対のタイミングベルト２０と噛合した一対の外部材１７を、夫々の内部材１８から引き抜き（図４）、タイミングプーリ１６に対してタイミングベルト２０の噛み合い位置を、ずれ量分だけずらしてから、内部材１８に外部材１７を挿嵌する。なお、当然のことながら、止め輪１９を抜き差ししながらの作業となる。

このように、タイミングプーリ１６に対してタイミングベルト２０、または、スプロケットに対してチェーンの噛み合い位置をずらすだけで調整が済むから、高さ位置調整の作業性を向上することができる。しかも、内歯１７ｂと外歯１８ａは、タイミングベルト２０と噛合する歯１７ａと同じ歯数で、歯の形成位置も周方向に位相差の無いように同じになっていることから、歯１７ａの一歯毎の正確な調整ができる。なお、歯１７ａのピッチに対し、内歯１７ｂ、外歯１８ａのピッチを半分等にすれば、さらに正確な調整が可能となる。
上述した噛み合い位置をずらす作業を容易にするため、内部材１８から外部材１７を引き抜いた際、内歯１７ｂと係合して外部材１７を支持するように、径方向に二分割された円筒状の調整用治具を別途用意したり、図５に示すように、その調整用治具と実質的に同じ作用が生じるように、外歯１８ａから内歯１７ｂが抜けきっても、大径穴１７ｃと大径軸部１８ｂとが係合するような関係でもって、内部材１８と外部材１７とを形成したりすることが、高さ位置調整の作業性をより向上できることから好ましい。

以上、本実施の形態にかかる用紙積載装置を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
例えば、本実施の形態では、４組の上下一対からなるタイミングプーリ１６同士間にタイミングベルト２０を夫々掛架し、そのタイミングベルト２０にシフトトレイ支持部を介してシフトトレイ１を支持する構成を例示したが、タイミングプーリ１６をスプロケットに換え、タイミングベルト２０をそのスプロケットに噛合するチェーンに換えて構成しても良い。この場合のスプロケットも、上述した外部材１７と内部材１８とで構成することが好適であるが、タイミングプーリ１６も含めて一部材構成にして、タイミングベルト２０やチェーンを挿脱して上述した調整をしても良い。
また、シフトトレイ支持部を設けずに、タイミングベルト２０に直接シフトトレイ１を取り付けても良い。
また本実施の形態では、画像形成装置に並設させる用紙積載装置を例示したが、この用紙積載装置と、インクジェット式や電子写真方式で用紙に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置でも良い。

１‥シフトトレイ、１ａ‥凹部、２‥プルーフトレイ、３‥第１の搬送路部、４‥第２の搬送路部、５‥第３の搬送路部、６‥第１の切り換え爪部、７‥第２の切り換え爪部、８‥ローラ対、９‥排紙ローラ対、１０‥装置機枠、１１‥支持枠、１２‥メインジョガー、１３‥サブジョガー、１４‥ストッパ、１５‥支軸、１６‥タイミングプーリ、１７‥外部材、１７ａ‥歯、１７ｂ‥内歯、１７ｃ‥大径穴、１８‥内部材、１８ａ‥外歯、１８ｂ‥大径軸部、１９‥止め輪、２０‥タイミングベルト、２１‥支持アーム、２２‥ガイドロッド、２３‥同期用上側タイミングプーリ、２４‥同期用下側タイミングプーリ、２５‥同期用タイミングベルト、２６‥第１ギア、２７‥第２ギア、２８‥第３ギア、２９‥ウォームホイール、３０‥ウォーム、３１‥従動用タイミングプーリ、３２‥駆動モータ、３３‥駆動用タイミングプーリ、３４‥駆動用タイミングベルト、３５‥台車

特開平８−１３３５７２号公報 特開２００１−８０７９２公報

Claims (5)

1. 画像形成装置から出力した画像形成済みの用紙を受け入れて積載するトレイを支持して昇降動するトレイ昇降動手段を備えた用紙積載装置であって、
   前記トレイ昇降動手段は、
   上下方向に所定の間隔をおいて枢設した一対の支軸と、
   その一対の支軸夫々に取り付けた一対のタイミングプーリと、
   その一対のタイミングプーリに掛架され前記トレイを支持するタイミングベルトと、
   前記支軸を回動する駆動部と、
   一対の前記支軸、一対の前記タイミングプーリ及び前記タイミングベルトが前記トレイを両持ち支持可能に所定の間隔をおいて並設され、前記タイミングベルト同士を同期回転可能に連結する連結部と、
   を備えてなることを特徴とする用紙積載装置。
2. 前記タイミングプーリに換えてスプロケットにし、前記タイミングベルトに換えて前記スプロケットに噛合するチェーンにしたことを特徴とする請求項１に記載の用紙積載装置。
3. 前記タイミングプーリは、
   筒状に形成され、前記タイミングベルトと噛合する歯を外周面に形成すると共に内周面に内歯を形成した外部材と、
   筒状に形成され、前記支軸に挿嵌されると共に前記内歯に挿脱可能に噛合する外歯を外周面に形成した内部材と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の用紙積載装置。
4. 前記スプロケットは、
   筒状に形成され、前記チェーンと噛合する歯を外周面に形成すると共に内周面に内歯を形成した外部材と、
   筒状に形成され、前記支軸に挿嵌されると共に前記内歯に挿脱可能に噛合する外歯を外周面に形成した内部材と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の用紙積載装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の用紙積載装置と、前記用紙に画像を形成する画像形成手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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