JP2011140358A - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートカセットの着脱操作性を向上させる。
【解決手段】シートカセットからシートを給送するシート給送装置において、シートを積載するための揺動可能な中板２４と、中板２４を付勢するバネ２６ａ，２６ｂと、バネ２６ａ，２６ｂの付勢に抗して中板２４を下降させる第一ポジションと、バネ２６ａ，２６ｂの付勢により中板２４を上昇させる第二ポジションとに移動して中板２４を揺動させるアーム２８と、アーム２８を第一ポジションと第二ポジションのいずれかに付勢するトグル機構と、を有するシートカセットと、シートカセットを着脱可能な装置本体と、装置本体にシートカセットが着脱される際に、シートカセットのアーム２８と係合し、アーム２８を揺動させる係合手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等に用いられるシート給送装置及び画像形成装置に関する。

画像形成装置に用いられるシート給送装置には、複数枚のシートを収納したシートカセットを装置本体にセットし、画像形成に応じてシートカセットからシートを１枚ずつ給送する構成が一般的である。このようなシートカセットはシートを支持するシート積載板を上下に揺動可能に取り付け、これを加圧バネ等で上方へ付勢することで、収納したシートの最上位のシートを給送ローラに圧接させるようにしている。

上記シートカセットにあっては、シートのセットを容易にし、またシートカセットの着脱に際してシートが装置本体に引っかかるおそれをなくすために、引き出し時にシート積載板を下降させる機構を有したものがある。例えば、特許文献１に開示されている技術は、シートカセットを着脱するときに把持する把手を握って回動させることにより、シート積載板を加圧バネの弾性力に抗して押し下げる。そして、押し下げられたシート積載板をストッパによりロックするものである。

特開平８−２０８０４６号公報

上記特許文献１のよう構成にあっては、シートカセットの装置本体への着脱に応じてシート積載板を昇降させることにより、ユーザビリティの優れた装置になっている。しかしながら、更なる、ユーザビリティの向上と装置の簡略化が望まれている。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザビリティの向上と装置の簡略化を向上させたシートカセット及びこれを用いたシート給送装置並びに画像形成装置を提供するものである。

上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、装置本体に装着可能なシートカセットにおいて、シートを積載するための揺動可能なシート積載部材と、前記シート積載部材を付勢する付勢手段と、前記付勢手段の付勢に抗して前記シート積載部材を下降させる第一ポジションと、前記付勢手段の付勢により前記シート積載部材を上昇させる第二ポジションとに移動して前記シート積載部材を揺動させる揺動手段と、前記揺動手段を前記第一ポジションと前記第二ポジションのいずれかに付勢するトグル機構と、を有することを特徴とする。

また、他の構成は、シートカセットからシートを給送するシート給送装置において、前記シートカセットと、前記シートカセットを着脱可能な装置本体と、前記装置本体に前記シートカセットが着脱される際に、前記シートカセットの揺動手段と係合し、前記揺動手段を揺動させる係合手段と、を有することを特徴とする。

本発明にあっては、シートカセットを装置本体に着脱する動作に連動してシート積載部材を上昇、下降させることができる。そして、上記動作をトグル機構を介して行うことで、シート積載部材が第一ポジション又は第二ポジションで係止される。また、シートカセットを装着する際には、トグル機構の付勢力によってシートカセットが装置本体内に引き込まれるように作用するため、シートカセットの着脱を容易、かつ、確実に行うことができる。

さらに、シートカセットの引き込みや係止をシート積載部材の揺動を行うトグル機構の付勢力を用いることで、機能が兼用されてコストダウンを図ることが可能となる。

本発明の実施形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の略断面図である。 本発明の実施形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の略斜視図である。 本発明の実施形態に係るシート給送装置に備えられたシート積載手段の概略斜視図である。 本発明の実施形態に係るシート積載手段に備えられたトグル機構の概略図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の底板に備えられたカム構成の説明図である。 本発明の実施形態に係る中板を押し下げる動力手段の動作説明図である。 本発明の実施形態に係る中板を押し下げる動力手段の動作説明図である。 本発明の実施形態に係る中板を押し下げる動力手段の動作説明図である。 本発明の実施形態に係る中板を押し下げる動力手段の動作説明図である。 本発明の実施形態に係る中板を押し下げる動力手段の動作説明図である。 本発明の実施形態に係るシート給送装置に備えられたシート積載手段の概略斜視図である。

次に、本発明を実施する形態に係るシートカセットを用いるシート給送装置について、これを備えた画像形成装置を例示して説明する。

＜画像形成装置の全体構成＞
まず、図１を参照して、画像形成装置の全体構成について説明する。図１において、１０１は画像形成装置本体で、１はシートＳを積載収容し、装置本体に装着可能なシートカセット（以下、「カセット」という）である。２はカセット１に積載収容されたシートＳを一枚づつ給送する給送ローラで、３はシート給送部としての給送ローラ２によって給送されたシートＳを画像形成部へと搬送する搬送ローラ対である。４はコントローラで、ユーザが発信した画像情報を処理して画像形成装置本体１０１を制御する。

５はプロセスカートリッジで、プロセスカートリッジ５には、感光体ドラム６が備えられている。７はレーザースキャナで、コントローラ４で制御されたレーザースキャナ７は、感光体ドラム６を露光することで、感光体ドラム６の表面に静電潜像像を形成する。そして、プロセスカートリッジ５内の現像器（不図示）によって、静電潜像像は現像される。

８は転写ローラで、転写ローラ８は感光体ドラム６とニップを形成し、搬送ローラ対３によって搬送されたシートＳに現像像を転写せしめる。９は定着器で、定着器９は現像像を転写されたシートＳを加圧、加熱することによって現像像をシートＳに定着せしめる。１０は排出ローラ対で、１１は排出トレイである。定着器９で現像像を定着されたシートＳは排出ローラ対１０によって、画像形成装置本体１０１外の排出トレイ１１に排出される。

＜カセット及びシート給送装置の構成＞
次に図２及び図３を用いてカセットを用いたシート給送装置の構成について説明をする。

本実施形態のカセット１は画像形成装置本体１０１に対して、シート給送方向と直交する方向（図２中矢印Ａ方向）に挿入、引き出しすることで着脱可能となっている。図２において、２０は画像形成装置本体１０１の装置前側に備えられた開口部で、カセット１は開口部２０から装着可能に構成されている。

カセット１は、上面が開放された筐体であるシート収納部（以下「カセットフレーム」という）２１を中心に構成されている。カセットフレーム２１には、シートＳの幅方向（シート給送方向と直交する方向）を規制するシート幅規制板２２ａ，２２ｂと、シートＳの後端を規制するシート後端規制板２３がそれぞれ移動可能に備えられている。

図３において、２４はシート積載部材である中板で、この中板２４はカセットフレーム２１に備えられた中板回動支点２５ａ，２５ｂに回動可能に軸支され、これを中心にして揺動可能に取り付けられている。２６ａ，２６ｂは、前記中板２４を上方へ付勢する圧縮バネで構成された付勢手段（以下「中板加圧バネ」という）である。

カセット１には、前記中板２４を昇降させるための揺動手段が設けられている。本実施形態の揺動手段は、揺動自在なワイヤーアーム２８を第一ポジションと第二ポジションとに移動させることで中板２４を昇降させるように構成している。以下、中板２４の昇降構成について具体的に説明する。

図３において、２７は摺動コロであるワイヤーコロで、このワイヤーコロ２７はカセットフレーム２１の取り付け部２１ａに回転可能に取り付けられている。２８はカセットフレームに揺動自在に支持されたワイヤーアームである。このワイヤーアーム２８は、その取り付け端２８ａと、カセットフレーム２１の取り付け回動支点２１ｂによって、図３（ａ）（ｂ）の矢印Ｂ方向に回動可能に取り付けられている。ワイヤーアーム２８のもう一端には、結合ボス２８ｂが設けられている。この結合ボス２８ｂは、カセットフレーム２１のスリット穴２１ｃを通じて、カセットフレーム２１の下面へと突出している。

２９は中板２４とワイヤーアーム２８とを連結するための連結部材としてのワイヤーである。ワイヤー２９の一端は中板２４と結合され、もう一端はワイヤーアーム２８の結合ボス２８ｂに結合されている。また、ワイヤー２９はワイヤーコロ２７のスリット溝２７ａに挟持され、ワイヤーコロ２７から離脱しないようになっている。

なお、本実施形態では中板２４を押し下げる力を中板２４に伝える連結部材としてワイヤー２９を例示している。しかし、中板２４を押し下げる力を中板２４に伝えるものであれば、その他にもひも状の物や、弾性を有する材料や、リンク機構、ギヤなどを用いても構わない。

結合ボス２８ｂには、引っ張りバネであるワイヤーアームバネ３０の一端が引っ掛けられ、このワイヤーアームバネ３０の他端はカセットフレーム２１に設けられた引っ掛けボス２１ｄに引っ掛けられている。このワイヤーアームバネ３０により、ワイヤーアーム２８を第一ポジションと第二ポジションのいずれかに付勢するトグル機構が構成されている。

図４は、本実施形態に係るカセット１に備えられたトグル機構の概略図である。図４を用いて、中板２４を押し下げる動力手段であるトグル機構を説明する。

図４において、結合ボス２８ｂが分岐点より図４中左側にあると、ワイヤーアームバネ３０の図４中矢印Ｃ方向に働く弾性力によって、結合ボス２８ｂは図４中矢印Ｄ方向に移動し、スリット穴２１ｃの一方側端面に当接して係止する。この位置を第一ポジションとする。このポジションは、後述するように、中板加圧バネ２６ａ，２６ｂの付勢に抗して中板２４を下降させるポジションである。カセット１を引き出した時には、ワイヤーアーム２８や、ワイヤーアームバネ３０は、第一ポジションにある。

一方、結合ボス２８ｂが分岐点より図４の右側にあると、ワイヤーアームバネ３０の図４の矢印Ｅ方向に働く弾性力によって、結合ボス２８ｂは図４の矢印Ｆ方向に移動し、スリット穴２１ｃの他方側端面に当接して係止する。この位置を第二ポジションとする。なお、このポジションは、後述するように、中板加圧バネ２６ａ，２６ｂの付勢により中板２４を上昇させるポジションである。そして、カセット１を挿入した時には、ワイヤーアーム２８や、ワイヤーアームバネ３０は、第二ポジションにある。

図５（ａ）（ｂ）は、本実施形態に係る画像形成装置の底板に備えられたカム構成の概略図である。このカム構成は、装置本体にカセット１が着脱される際に、前記結合ボス２８ｂと係合し、ワイヤーアーム２８を揺動させる係合手段となるものである。

図５を用いて、底板に備えられた係合手段の構成及び作用を説明する。図５（ａ）（ｂ）において、４０は、装置本体下面に構成された底板である。底板４０は画像形成装置本体１０１の枠体を構成する部品である。

４１はワイヤーアーム２８とワイヤーアームバネ３０を第一ポジションから第二ポジションへと移行させるチャージカムである。４２はワイヤーアーム２８とワイヤーアームバネ３０を第二ポジションから第一ポジションへと移行させるリリースカムである。

これらの一対のカムであるチャージカム４１とリリースカム４２は、各々底板４０に取り付けられている。また、結合ボス２８ｂとチャージカム４１、リリースカム４２は、摺接可能な位置関係になっている。

図６乃至図９は本実施形態に係る中板を押し下げる動力手段の動作説明図である。図６乃至図９を用いて、カセット１を画像形成装置本体１０１へ挿入する時の、中板２４を押し下げる動力手段の動作を詳細に説明する。

カセット１を装着するときは、カセット１は図６（ａ）（ｂ）の矢印Ｇ方向に画像形成装置本体１０１に挿入される。前述したように、カセット１を画像形成装置本体１０１に装着する時は、ワイヤーアーム２８とワイヤーアームバネ３０は第一ポジションにあり、中板２４は中板加圧バネ２６ａ，２６ｂの付勢に抗して下降している。

カセット１を画像形成装置本体１０１に装着のために挿入していくと、結合ボス２８ｂがチャージカム４１のカム面４１ａに摺接する。このカム面４１ａはカセット挿入方向に対して傾斜した面を有している。このため、カセット１を矢印Ｇ方向に挿入していくと、結合ボス２８ｂはカム面４１ａから反力Ｈを受ける。反力Ｈは分力Ｈ１と分力Ｈ２に分けられる。カセット１を矢印Ｇ方向に挿入していくに従って、分力Ｈ２によって結合ボス２８ｂはワイヤーアームバネ３０の弾性力に抗して、図６（ｂ）の矢印Ｉ方向に回動していく。

図７（ａ）（ｂ）において、結合ボス２８ｂがチャージカム４１のカム面４１ａに摺接して回動し、分岐点よりも図７（ａ）の右側に移動すると、ワイヤーアームバネ３０の弾性力によって、結合ボス２８ｂは引き続き図７（ｂ）の矢印Ｉ方向へと回動する。結合ボス２８ｂが回動すると結合ボス２８ｂは、リリースカム４２のカム面４２ａに当接する。

図８（ａ）（ｂ）において、ワイヤーアームバネ３０の弾性力Ｊは、分力Ｊ１と分力Ｊ２に分けられる。分力Ｊ１はワイヤーアーム２８を軸支している回動支点２８ａとつり合いの関係になる。一方、分力Ｊ２はさらに分力Ｊ２ａとＪ２ｂに分けられる。Ｊ２ｂはリリースカム４２とつり合いの関係になるが、分力Ｊ２ｂによって結合ボス２８ｂは、図８（ｂ）の分力Ｊ２ｂの矢印方向、すなわちカム面４２ｂの斜面に沿って、図８（ｂ）の右上の方向に移動していく力を受けている。

この力がカセット１を画像形成装置本体１０１に引き込む力を付与し、この力を利用することでカセット１の引き込み機能を持たせることが可能になる。ワイヤーアームバネ３０のバネ圧や、チャージカム４１、リリースカム４２のカム形状を調整することで、カセット１の引き込み力や、引き込み量などを変更することができる。

図９において、先に説明したワイヤーアームバネ３０の弾性力によって、結合ボス２８ｂは、図９中矢印Ｋ方向に移動する。そして、結合ボス２８ｂがスリット穴２１ｃの端部に当接したところでワイヤーアームバネ３０の付勢により係止される。この位置が第二ポジションである。ワイヤーアーム２８とワイヤーアームバネ３０が、分岐点を越えて第一ポジションから第二ポジションへ移動することによって、中板２４を押し下げる動力がチャージされる。

第二ポジションでも常に、ワイヤーアームバネ３０の弾性力は、結合ボス２８ｂを図９中矢印Ｋ方向に移動させる力を与えているので、カセット１を係止するラッチ機構と同様の働きをしている。先程の引き込み機能と同様、ワイヤーアームバネ３０のバネ圧や、チャージカム４１、リリースカム４２のカム形状を調整することで、装置本体に装着されたカセット１がその状態で係止されることになる。

次に図１０を用いて、カセット１を画像形成装置本体１０１から引き出す時の、中板を押し下げる動力手段の動作を説明する。なお、図１０は本実施形態に係る中板を押し下げる動力手段の動作説明図である。

リリースカム４２のカム面４２ａはカセット引き出し方向に対して傾斜した面を有している。このため、カセット１を図１０（ａ）の矢印Ｌ方向に引き出すと、結合ボス２８ｂはカム面４２ａに摺接して、図１０（ａ）の矢印Ｍ方向へ移動、すなわちスリット穴２１ｃに沿って図１０（ａ）の矢印Ｎ方向に回動する。

そして、結合ボス２８ｂがリリースカム４２のカム面４２ａに摺接して回動し、分岐点よりも図１０（ｂ）の左側に移動すると、ワイヤーアームバネ３０の弾性力によって、結合ボス２８ｂは引き続き図１０（ｂ）の矢印Ｎ方向へと回動する。

リリースカム４２の形状によって、カセット１の引き出し量と、結合ボス２８ｂが分岐点を越えるタイミングを調整できる。すなわち、カセット１の引き出し量に対して中板２４を下降させるタイミングを調整すること、中板２４を下降させるタイミングを早くすることが可能になる。

さらに、結合ボス２８ｂがスリット穴２１ｃの端面に当接したところでワイヤーアームバネ３０の付勢により係止される。この位置が第一ポジションである。ワイヤーアーム２８とワイヤーアームバネ３０が、分岐点を越えて第二ポジションから第一ポジションへ移動することによって、中板２４を押し下げる動力がリリースされる。

図１１において、中板２４を押し下げる動力手段と中板２４がどのように連動しているかを説明する。図１１は本実施形態に係るシート給送装置に備えられたシート積載手段の概略斜視図である。

図１１（ａ）において、ワイヤーアーム２８と、ワイヤーアームバネ３０は、前述の第一ポジションにある。すなわち、画像形成装置本体１０１からカセット１を引き出した状態、もしくは装着及び引き出し過程の状態である。

第一ポジションでは、ワイヤーアーム２８の結合ボス２８ｂとワイヤーコロ２７の直線距離が最も離れた位置関係にある。そして、ワイヤーアーム２８（ワイヤーアームバネ３０）が、ワイヤー２９を引っ張って、中板加圧バネ２６ａ，２６ｂの加圧力に抗して中板２４を押し下げている。ワイヤーアームバネ３０の弾性力は、前記のトグル機構によって、中板加圧バネ２６ａ，２６ｂの加圧力に抗して中板２４を押し下げ可能に設定されている。さらに、トグル機構によって、この中板２４が押し下げられた状態を保持することが可能である。

図１１（ａ）の第一ポジションをカセット１を引き出した状態だとする。カセット１を画像形成装置本体１０１へと挿入していくと、前述したように、ワイヤーアーム２８とワイヤーアームバネ３０が第一ポジションから第二ポジションに移動して、中板２４を押し下げる動力をチャージする。そして、第二ポジションに移動したのが図１１（ｂ）である。

図１１（ｂ）において、ワイヤーアーム２８と、ワイヤーアームバネ３０は、前述の第二ポジションにある。すなわち、画像形成装置本体１０１にカセット１を装着した状態である。第二ポジションでは、ワイヤーアーム２８の結合ボス２８ｂとワイヤーコロ２７の直線距離が最も近い位置関係にある。従って、ワイヤー２９に遊びができ、中板加圧バネ２６ａ，２６ｂの加圧力によって、中板２４を上方へ加圧、回動することが可能になる。ワイヤーコロ２７は不図示のワイヤー脱落防止機能を有しており、ワイヤー２９がワイヤーコロ２７のスリット溝２７ａに常時挟持されるように構成されている。

中板２４に積載されているシートＳの積載量が少ないと、図１１（ｂ）のような状態になる。一方、中板２４に積載されているシートＳの積載量が多いと、中板２４の位置は図１１（ａ）のような位置にあり、たるんだワイヤー２９は空間スペースで撓んだ状態にある。

そして、カセット１を画像形成装置本体１０１から引き出していくと、前述した通り、ワイヤーアーム２８とワイヤーアームバネ３０が第二ポジションから第一ポジションに移動して、中板２４を押し下げる動力がリリースされる。そのリリースされた動力で中板２４は押し下げられる。さらに中板２４が係止された状態で、カセット１は画像形成装置本体１０１から引き出される。

１ …カセット
１０１ …画像形成装置本体
２４ …中板
２８ …ワイヤーアーム
２８ｂ …結合ボス
２９ …ワイヤー
３０ …ワイヤーアームバネ
４１ …チャージカム
４２ …リリースカム

Claims (7)

1. 装置本体に装着可能なシートカセットと、前記装置本体に設けられ、前記シートカセットに収納されているシートを給送するシート給送部と、を備えるシート給送装置において、
   前記シートカセットは、
   カセットフレームと、
   前記カセットフレームに揺動可能に設けられ、シートを積載するためのシート積載部材と、
   前記シート積載部材を前記シート給送部に向けて付勢する付勢手段と、
   前記カセットフレームに揺動自在に支持され、前記シート積載部材と連結部材により連結され、前記付勢手段の付勢に抗して前記シート積載部材を下降させるための第一ポジションと、前記付勢手段の付勢により前記シート積載部材を上昇させるための第二ポジションとの間で揺動する揺動手段と、
   前記揺動手段を前記第一ポジションと前記第二ポジションのいずれかに付勢するトグル機構と、を有し、
   前記装置本体に、前記シートカセットの装着に応じて前記第一ポジションから前記第二ポジションに移動させ、前記シートカセットの引き出しに応じて前記第二ポジションから前記第一ポジションに移動させるように前記揺動手段に係合して揺動させる係合手段を設けた
   ことを特徴とするシート給送装置。
2. 前記シートカセットは、
   前記装置本体に装着するときに前記揺動手段が前記係合手段と係合して前記第一ポジションから前記第二ポジションへ移動し、
   前記装置本体から取り出すときに前記揺動手段が前記係合手段と係合して前記第二ポジションから前記第一ポジションへ移動する
   ことを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
3. 前記揺動手段は、
   前記トグル機構の付勢により、前記第一ポジションまたは前記第二ポジションで係止される
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシート給送装置。
4. 前記係合手段は、前記揺動手段の一端が摺接する一対のカムを備えており、前記シートカセットの前記装置本体への装着に応じて、一方のカムにより前記揺動手段の一端がトグル機構の分岐点を越えて他方のカムに摺接し、前記シートカセットの引き出しに応じて、前記他方のカムにより前記揺動手段の一端がトグル機構の分岐点を越えて一方のカムに摺接する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
5. 前記シートカセットは、
   前記装置本体に装着するときに、前記トグル機構の付勢により、装置本体に引き込まれる力が付与されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシート給送装置。
6. 前記シートカセットは、
   前記装置本体に装着したときに、前記トグル機構の付勢により、装置本体に係止されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のシート給送装置。
7. シートカセットから給送されたシートに画像を形成する画像形成装置において、
   画像形成部へシートを給送するシート給送装置として、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のシート給送装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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