JP2013147349A - 給紙装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大容量給紙トレイにおいて、用紙の積載量変化等に起因する荷重変化に連れて制動力が比例して変化し、制動負荷を減らすとともに、制動力解除レバーによる２次動作を行わずにトレイ底板を下降可能とする。
【解決手段】トレイ底板５の上昇時は駆動軸６に設けたワンウェイクラッチにより発電機２１は作動しない。トレイ１が開いたら、駆動軸６からの駆動力が切れ、トレイ底板５は自重落下しながらワイヤ１１を巻き戻す。同時に駆動軸６は逆転し、増／減速装置を介して発電機２１を回す。発電機２１から発生した電流はアクチュエータ２２に供給され、アクチュエータ２２を作動させ、駆動軸６に設けた制動ドラムと密着し、制動力を発生させる。制動力解除レバーによる２次動作を行わないでトレイ底板５を下降させるだけでなく、発電機２１の自己発電によりトレイ１が開いた際に電装部品を利用できる。
【選択図】図６

Description

本発明は、大容量給紙トレイを備える給紙装置と、これを用いた画像形成装置に関する。

従来の大容量給紙トレイにおいては、用紙の補充、ジャム処理などに応じてトレイを開閉することがあるが、多くは、トレイを開ける動作と同時にトレイ駆動装置から動力供給が切られ、トレイ底板は自重で下降するようになっている。

その際、用紙の重積載時は下降が速くなり、下限まで達するとトレイに衝撃が加わり、部品の変形及び騒音の問題が発生していた。なお、大容量給紙トレイは、収納する用紙の大サイズ化、積載量の増大化というニーズに応じてトレイ全体のサイズ及び重さが大きくなる傾向にあり、その点でも衝撃に対する対策が必要となっている。

そのため、トレイ内部に衝撃吸収用制動装置を設け、トレイ底板落下時の衝撃、騒音を防止する制動装置が知られている。このようなトレイ底板落下の衝撃防止装置技術に関する特許としては、例えば特許文献１がある。

同文献に開示されているトレイ底板落下の衝撃防止装置は、トレイ内部に制動装置を設けてトレイ底板落下の衝撃を吸収するものであるが、用紙の積載量の多少にかかわらず同一の制動力にて瞬間的に制動がかかるため、制動装置の負荷が大きく、トレイ底板を下降させるためには制動解除レバーによる２次動作を行わなければならないという問題がある。またトレイが開いた際には電源が遮断され、電装部品の利用ができないといる問題もある。

そこで本発明においては、用紙の積載量変化等に起因する荷重変化に連れて制動力が比例して変化し、制動負荷を減らすとともに、制動力解除レバーによる２次動作を行わずにトレイ底板を下降させることができるようにすることを目的とする。

本発明の給紙装置は、用紙を載置した底板を上昇、下降させる手段を有する給紙装置において、載置した用紙を給紙する側の前記底板の端部に、給紙装置本体の給紙側の面板と接する摩擦部材を配し、前記底板の他側の端部に、給紙装置本体の面板と接して前記底板及び前記摩擦部材と摩擦部材を前記給紙側の面板に密着させて摩擦力を発生させる底板密着装置を配し、前記底板の前記摩擦部材を配した端部側が、前記底板密着装置を配した他の端部側よりも低くなるように傾斜させて設け、前記底板が自重落下する際の前記摩擦部材と前記給紙装置本体の給紙側の面板との接触摩擦を、前記底板の用紙の積載量の荷重変化に応じて異ならせ、前記底板の移動に対する制動力を変化させることを特徴とする。

本発明によれば、用紙積載量による荷重変化に連れて制動力が比例して変化し、制動負荷を減らすことができる。

比較、参考のために示す従来の大容量給紙装置、制動装置の図 図１に示した従来の大容量給紙装置における、制動装置４のトレイ底板５上昇時について説明するための図 図１に示した従来の大容量給紙装置における、制動装置４のトレイ底板５下降時について説明するための図 荷重応答型制動装置を備えた給紙装置である本発明の実施形態１の構成及び動作について説明する図 本発明の実施形態１の動作について説明する図 無電源自己発電型制動装置を備えた給紙装置である本発明の実施形態２の構成及び動作について説明する図 実施形態２の動作について説明する図 遠心型制動装置を備えた給紙装置である本発明の実施形態３の構成及び動作について説明する図 実施形態３の動作について説明する図 電磁ブレーキ型制動装置を備えた給紙装置である本発明の実施形態４の構成及び動作について説明する図

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して解説する。

＜比較例＞
図１は、比較、参考のために示す従来の大容量給紙装置、制動装置の図である。この装置は、主に、トレイ１、給紙装置２、搬送装置３、制動装置４からなる構成になっており、制動装置４の中にはトレイ底板５の上昇、下降を駆動するための駆動軸（ワンウェイクラッチ付き）６に、制動効果を得るためのトルクリミッタ７、制動の遮断と伝達をするクラッチ８が図示のようにギヤ列形態で設けてあり、さらに制動力解除レバー９、復元を行うバネ１０を備えている。また、トレイ底板５上には大量に用紙Ｐが積載可能となっている。なお本明細書では、単に用紙、用紙Ｐ等と記載したときは、用紙束、用紙Ｐの束をも含むものとする。

この装置の全般の動作としては、トレイ底板５に繋がっているワイヤ１１を駆動軸６が回転することによって巻きとり、トレイ底板５を上昇させ、給紙装置２にて用紙Ｐを最上位の用紙から１枚ずつ給紙を行い、用紙Ｐは搬送装置３を通って図示しない外部システムへ搬送される。以降、用紙Ｐの補充、ジャム処理などを行うために、トレイ１を開けるが、そうすると駆動軸６からの動力が切れて駆動軸６は逆回転し、トレイ底板５は自重で落下する。この際、制動装置４の制動力が働き、トレイ底板５の落下時の衝撃を軽減させるようにしている。

図２は、図１に示した従来の大容量給紙装置における、制動装置４のトレイ底板５上昇時について説明するための図である。
駆動軸６を図中時計方向に回転させると、トレイ底板５に繋がっているワイヤ１１が巻かれてトレイ底板５が上昇する。駆動軸６にはワンウェイクラッチを用いているため、トルクリミッタ７とクラッチ８に動力を伝達していない。すなわちトレイ底板５が上昇中では駆動軸６のみ回っており、クラッチ８、トルクリミッタ７が付いている軸は止まっている状態である。この際、制動力解除レバー９は用紙Ｐの先端面に押されて制動装置４の中に隠れ、トレイ底板５の上昇を妨げずに制動動作を待っている。

図３は、図１に示した従来の大容量給紙装置における、制動装置４のトレイ底板５下降時について説明するための図である。
既述のように、用紙Ｐの補充、ジャム処理などでトレイ１を開けると駆動軸６の動力が切られ、トレイ底板５はその重さにより自重落下する。制動装置４を構成するギヤ列は、駆動軸６が逆回転してワンウェイクラッチの回転向きも変わってロックがかかり、トルクリミッタ７、クラッチ８ともに回転する。その際、制動力解除レバー９は図２で示したように用紙Ｐの先端面に押し付けられているため、トレイ底板５の下降に影響はない。その後、用紙Ｐの最上面が図３に示している位置に達すると、制動力解除レバー９はバネ１０によってトレイ１の内部へ瞬間的に移動し、クラッチ８が繋がると同時にトルクリミッタ７の負荷によってトレイ底板５の移動は停止する。

ここで問題になるのは用紙Ｐの積載量の多少にかかわらず、トレイ底板５が自重落下する途中、瞬間的に制動力が働き、制動装置４に高い負荷が掛かってしまうことであるのは既に述べた通りであり、トレイ底板５を下降させるためには制動力解除レバー９による２次動作が不可欠である。

＜実施形態１＞
次に説明する荷重応答型制動装置を備えた給紙装置は上述した問題を解消する本発明の一実施形態である。なお以下の各種実施形態の説明では、上述した従来の例と同一ないし類似の部分には同一の符号を付して説明する。また適宜説明を省略することもある。

図４の装置は、荷重応答型制動装置を備えた給紙装置である本発明の実施形態１の構成及び動作について説明する図である。本実施形態の装置では、トレイ底板５を斜めに傾けてセットし、その先端部に摩擦部材５ａを、後端部には底板密着装置５ｂを設けた構成としている。

本実施形態の動作を説明する。トレイ１が開いたら、既述のように駆動動力が切られ、トレイ底板５はワイヤ１１で吊られながら自重落下する。その際、トレイ底板５が傾いているので載置した用紙Ｐにより発生する荷重の中心は、用紙Ｐがトレイ底板５の傾斜に沿って図中左側（トレイ底板５の傾斜方向で下側）に位置するトレイ面板２０側に片寄るので、トレイ面板２０と摩擦部材５ａの間で摩擦による制動力が発生する。なお、摩擦部材５ａが常にトレイ面板２０に接しているようにするために、トレイ底板５の後端に底板密着装置５ｂを設け、制動力を維持するようにしている。

図５は、本発明の実施形態１の動作について説明する図である。本実施形態の装置では、トレイ底板５が下降する際、重荷重の場合は摩擦部材５ａとトレイ面板２０の密着力が大きくなり、トレイ底板５は低速度にて自重落下する（Ａ）。低速度にて下降することにより重荷重ではあるもののトレイ底板５の落下衝撃は小さい。その反面、軽荷重の場合は摩擦部材５ａとトレイ面板２０の密着力が小さくなるので、トレイ底板５の下降速度が速くなる（Ｂ）。ただし、軽荷重であるため、落下衝撃は小さい。

また本実施形態装置は、用紙Ｐの荷重と制動力との関係が比例変化であり、荷重が大きければ制動力も大きくなり、荷重が小さければ制動力も小さくなる。このことによって、図３で説明した制動装置への瞬間的な負荷が本実施形態では掛かることがなく、用紙積載量の変化に連れて制動力が変わり、衝撃の負荷を減らしながらトレイ底板５の下降が行える。なお、トレイ底板５を下降させる制動力解除レバー９による２次動作がないため、複雑な制動装置を設けずに自重落下動作のみでトレイ底板５が下限位置に復帰する。

＜実施形態２＞
図６は、無電源自己発電型制動装置を備えた給紙装置である本発明の実施形態２の構成及び動作について説明する図である。本実施形態の装置では、トレイ底板５の上昇、下降用のワイヤ１１、発電機２１、制動力発生用のアクチュエータ２２からなる構成になっている。そしてワイヤ１１の巻き取り、巻き戻しを行う駆動軸６には、発電機２１のための増／減速装置、制動力を得るための制動ドラム、下降時のみ発電させるためのワンウェイクラッチが設けてある（図示は省略）。

本実施形態の動作としては、トレイ底板５の上昇時は駆動軸６に設けたワンウェイクラッチにより発電機２１は作動しない。トレイ１が開いたら、駆動軸６からの駆動力が切れ、トレイ底板５は自重落下しながらワイヤ１１を巻き戻す。それと同時に駆動軸６は逆転し、図示しない増／減速装置を介して発電機２１を回す。発電機２１から発生した電流はアクチュエータ２２に供給され、アクチュエータ２２を作動させ、駆動軸６に設けた図示せぬ制動ドラムと密着し、制動力を発生させる。なお図中２３はハーネスである。すなわちこの実施形態では、制動力解除レバー９による２次動作を行わないでトレイ底板５を下降させるだけでなく、発電機２１の自己発電によりトレイ１が開いた際に電装部品を利用できる。

図７は、実施形態２の動作についてさらに詳細に説明する図である。本実施形態の装置では、トレイ底板５が下降する際、図７（Ａ）のような重荷重の場合は、ワイヤ１１の巻き戻しのトルクが強くなり、発電機２１からは強電流が発生、アクチュエータ２２からは大きな制動力が得られる。反面、図７（Ｂ）のように軽荷重の場合、ワイヤ１１の巻き戻しのトルクが弱くなり、発電機２１からも弱電流が発生することによりアクチュエータ２２からも小さい制動力が得られる。

すなわち本実施形態装置は、用紙Ｐによる荷重と制動力の関係が比例変化であり、荷重が大きければ制動力も大きくなり、荷重が小さければ制動力も小さくなることによって図３の例で説明した制動装置へ瞬間的に負荷が掛かることなく、用紙Ｐの積載量変化に連れて制動力が変わり、衝撃の負荷を減らしながらトレイ底板５の下降が行われる。

なお本実施形態も、トレイ底板５を下降させる制動力解除レバー９による２次動作がないため、複雑な制動装置を設けずにトレイ底板５の自重落下動作のみでトレイ底板５が下限位置に復帰する。そして最後に、トレイ１が開いた際、電源が遮断されても用紙積載量に反応して自己発電が行われるため、外部電源に依
存せずに電装部品の利用が可能となる。

＜実施形態３＞
図８は、遠心型制動装置を備えた給紙装置である本発明の実施形態３の構成及び動作について説明する図である。本実施形態の装置では、トレイ底板５の上昇、下降用のワイヤ１１と、遠心ブレーキ２３（錘２４と制動ドラム２５を備える）からなる構成になっている。そしてワイヤ巻き取り、巻き戻しを行う駆動軸６には先の実施形態と同様にトルク調整用増／減速装置及びワンウェイクラッチが設けてある。

本実施形態の動作としては、トレイ底板５の上昇時は駆動軸６に設けたワンウェイクラッチにより錘２４は回転せずに駆動軸６のみ回転する。トレイ１が開いたら駆動軸６からの駆動力が切られ、トレイ底板５は自重落下しながらワイヤ１１を巻き戻す。それと同時に駆動軸６は逆転し、内蔵するトルク調整用増／減速装置を介して錘２４を回転させる。回転する錘２４は遠心力によって制動ドラム２５の内周面に密着し、これにより制動力が発生する。

図９は、実施形態３の動作について説明する図である。本実施形態の装置では、トレイ底板５が下降する際、図９（Ａ）のように重荷重の場合はワイヤ１１の巻き戻しが高速になるため、駆動軸６のトルクが強くなることに連れて錘２４の遠心力も大きくなり、大きな制動力が得られる。その反面、図９（Ｂ）のように軽荷重の場合は、ワイヤ１１の巻き戻しが低速のため、駆動軸６のトルクが弱くなることに連れて錘２４の遠心力も弱くなり、得られる制動力は小さくなる。

すなわち本実施形態装置も、用紙荷重と制動力関係が比例変化であり、荷重が大きければ制動力も大きくなり、荷重が小さければ制動力も小さくなることによって図３で説明した制動装置へ瞬間的に負荷が掛かることなく、用紙積載量の
変化に連れて制動力が変り、衝撃の負荷を減らしながらトレイ底板５の下降が行われる。また、トレイ底板５を下降させる制動力解除レバーによる２次動作がないため、複雑な制動装置を設けずに自重落下動作のみでトレイ底板５が下限位置に復帰する。

＜実施形態４＞
図１０は、電磁ブレーキ型制動装置を備えた給紙装置である本発明の実施形態４の構成及び動作について説明する図である。本実施形態の装置でも、ワイヤ１１を巻き取る装置の駆動軸６に増／減速装置及びワンウェイクラッチを内蔵し、電磁コイル２８、電導回転体２６をハウジング内に備える電磁ブレーキ２７を増／減速装置と連動させる。なお、残量検知センサー２９、サイズ検知センサー３０が電磁ブレーキ２７と共に制御手段４ａ接続する構成となっている。図中３１はエンドフェンス、３２、３２はサイドフェンスである。

本実施形態の動作としては、トレイ底板５の上昇の際は駆動軸６に設置されたワンウェイクラッチの空転により無負荷で上昇する。以降、用紙Ｐの補充、ジャム処理のためにトレイ１を開放すると、駆動軸６は上昇モータと外れると共に駆動が切れ、トレイ底板５の自重落下が始まる。ただし、図１０（Ｂ）（図１０（Ａ）中の矢視Ｂの図）のように用紙Ｐのサイズに合わせてエンドフェンス３１、サイドフェンス３２をセットすると、用紙Ｐのサイズと残量をサイズ検知センサー３０、残量検知センサー２９がそれぞれの情報を常に制御手段４ａへ送ってトレイ１が開く寸前までの用紙情報を記憶している。

そしてトレイ１の開放と同時に制御手段４ａからはトレイ開放信号が出力され、これを受けて開放時現在の用紙Ｐのサイズ、用紙Ｐの残量毎に制御手段４ａに設定されている荷重データに基づいて電磁ブレーキ２７へ励磁電流を流す。すると、電磁コイル２８と電導回転体２６の間から磁場による制動トルクが発生する。

すなわち、以上述べたように、本発明に係る給紙装置においては、用紙の残量検知、サイズ検知によって決められる荷重が多ければ大きい程、強い励磁電流を流して制動トルクを強くする反面、荷重が小さければ小さい程、弱い励磁電流を流して制動力を弱くすることにより、図３にて説明した従来例のように制動装置へ瞬間的に負荷が掛かることがなく、用紙積載量の変化に連れて制動トルクが変わり、衝撃の負荷を減らしながらトレイ底板５を下降させることができる。また、トレイ１が開いている際でも電装部品の利用ができる。

またトレイ底板５を下降させるための制動力解除レバーによる２次動作がないので、複雑な制動装置を設けずにトレイ底板５の自重落下動作のみでトレイ底板５が下限位置に復帰する。

また従来は、自重落下するトレイ底板５に対して瞬間的に制動力を掛ける動作が行われたため、制動負荷を分散することができなかったが、上述した本発明の実施形態に係る荷重応答型制動装置では、荷重の変化に比例して制動力も変化するので、大きい制動負荷の分散が可能で、しかも制動力解除レバーによる２次動作を行わなくてよい。

なお本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ ：トレイ
２ ：給紙装置
３ ：搬送装置
４ ：制動装置
４ａ ：制御手段
５ ：トレイ底板
５ａ ：摩擦部材
５ｂ ：底板密着装置
６ ：駆動軸
７ ：トルクリミッタ
８ ：クラッチ
９ ：制動力解除レバー
１０ ：バネ
１１ ：ワイヤ
２０ ：トレイ面板
２１ ：発電機
２２ ：アクチュエータ
２３ ：遠心ブレーキ
２４ ：錘
２５ ：制動ドラム
２６ ：電導回転体
２７ ：電磁ブレーキ
２８ ：電磁コイル
２９ ：残量検知センサー
３０ ：サイズ検知センサー
３１ ：エンドフェンス
３２ ：サイドフェンス
Ｐ ：用紙

特開２００６−１６０３８１号公報

Claims (6)

1. 用紙を載置した底板を上昇、下降させる手段を有する給紙装置において、
   載置した用紙を給紙する側の前記底板の端部に、給紙装置本体の給紙側の面板と接する摩擦部材を配し、
   前記底板の他側の端部に、給紙装置本体の面板と接して前記底板及び前記摩擦部材と摩擦部材を前記給紙側の面板に密着させて摩擦力を発生させる底板密着装置を配し、
   前記底板の前記摩擦部材を配した端部側が、前記底板密着装置を配した他の端部側よりも低くなるように傾斜させて設け、
   前記底板が自重落下する際の前記摩擦部材と前記給紙装置本体の給紙側の面板との接触摩擦を、前記底板の用紙の積載量の荷重変化に応じて異ならせ、前記底板の移動に対する制動力を変化させることを特徴とする給紙装置。
2. 用紙を載置した底板を上昇、下降させる手段を有する給紙装置において、
   前記底板の上昇、下降用のワイヤ、
   該ワイヤを巻き取るワンウェイクラッチ付きの駆動軸、
   該駆動軸の回転により発電する発電機、
   該発電機からの電流により作動して前記駆動軸の回転を制動する制動力発生用のアクチュエータからなり、
   前記駆動軸の回転により前記ワイヤを巻き取って前記底板を上昇させる時は前記駆動軸に設けたワンウェイクラッチにより前記発電機を作動させず、
   駆動軸からの駆動力を切って前記底板が前記ワイヤで吊られながら自重落下して前記駆動軸が逆転して前記発電機を回すと、前記自重落下の速度に応じて前記発電機から発生した電流で前記アクチュエータが作動し、前記自重落下の速度が高速の時は前記駆動軸の回転を強く、前記自重落下の速度が遅い時は前記駆動軸の回転を弱く制動するよう、
   前記制動力を変化させることを特徴とする給紙装置。
3. 用紙を載置した底板を上昇、下降させる手段を有する給紙装置において、
   前記底板の上昇、下降用のワイヤ、
   該ワイヤを巻き取るワンウェイクラッチ付きの駆動軸、
   制動ドラムと錘を用いた制動装置とからなり、
   該制動装置は、前記制動ドラム内に前記錘を内蔵し、該制動ドラムの内周面に前記錘が密着することで制動力を発揮するものであり、
   さらに前記制動ドラム内に前記駆動軸を配し、該駆動軸の回転とともに前記錘も回転可能とし、
   前記底板に重荷重が掛かる場合は前記ワイヤの巻き戻しが高速になり、前記駆動軸の回転トルクが強くなり、それに対応して前記錘に掛かる遠心力も大きくなり、大きな制動力を得るものであり、
   前記底板に軽荷重が掛かる場合は前記ワイヤの巻き戻しが低速のため、前記駆動軸の回転トルクが弱くなり、それに対応して前記錘に掛かる遠心力も小さくなり、小さな制動力得るものであり、これにより、
   前記制動力を変化させることを特徴とする給紙装置。
4. 用紙を載置した底板を上昇、下降させる手段を有する給紙装置において、
   前記底板の上昇、下降用のワイヤ、
   該ワイヤを巻き取るワンウェイクラッチ付きの駆動軸、
   電磁ブレーキを用いた制動装置、
   前記底板上の用紙の残量を検知する残量検知手段とからなり、
   前記電磁ブレーキは、ハウジング内に電導回転体と電磁コイルとを有し、さらに前記駆動軸を配し、前記電導回転体を前記駆動軸とともに回転可能とし、
   前記残量検知手段により重荷重を生じさせるほど用紙が底板上に残っている場合は前記電磁コイルと前記電導回転体の間に磁場による大きな制動トルクを発生させて前記駆動軸に対する大きな制動力を得るものであり、
   前記残量検知手段により重荷重を生じさせるほどではない用紙が底板上に残っている場合は前記電磁コイルと前記電導回転体の間に磁場による小さな制動トルクを発生させて前記駆動軸に対する小さな制動力を得るものであり、これにより、
5. 請求項４の給紙装置において、前記底板上の用紙のサイズを検知するサイズ検知手段を備え、底板上に残っている用紙の残量と用紙サイズに応じて前記制動力を変更させることを特徴とする給紙装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。