JP2017081726A - シート給送装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート載置板を持ち上げる駆動手段の故障を防ぐことができるシート給送装置を提供する。【解決手段】シート収容部１０に着脱可能であり、装着時にシート積載板２０とシート収容部１０とを固定する固定部材４０は、シート積載板２０をシート収容部１０の底面に沿って倒伏した位置でシート積載板２０とローラーホルダー１１７ａとの間に装着され、シート積載板２０をシート収容部１０の底面に固定するとともにローラーホルダー１１７ａを上限位置の高さに保持する。【選択図】図６

Description

本発明は、機器に供給するシート等のシートを予め多数枚ストックしておくために用いられるシート給送装置、及びシート給送装置を搭載した画像形成装置に関する。

従来のシート給送装置は特許文献１に開示されている。このシート給送装置はシートが載置されるシート載置板や、シート載置板からシートを引き出すためのピックアップローラーを備えている。

シート積載板はカセット本体の底面内側に給紙方向上流端が支持されている。これにより、この支点を中心として給紙方向下流側の端部を回動端として回動することができる。また、シート積載板の回動端は画像形成装置に設けられたリフトモーター等の駆動手段によって上方に持ち上げられる。これにより、シート積載板上に載置されたシートの下流端を、適正な給紙位置に移動させることができる。

シート載置板上に載置されたシートはピックアップローラーの外周面に当接し、この状態でピックアップローラーを回転させる。これにより、シート載置板上に積み上げられたシート束の最上層から１枚ずつシートを分離して供給することができる。

また、カセット本体の底面及びシート載置板には貫通孔が夫々設けられ、各貫通孔はカセット本体の底面に沿ってシート載置板を倒伏した状態で一致する。また、カセット本体の底面及びシート載置板の貫通孔にロックピンを挿入して係止することにより、シート載置板をカセット本体の底面に固定することができる。

これにより、画像形成装置の輸送時に振動や衝撃によってシート積載板が回動してばたつくのを防止し、シート積載板自体や周辺部材が破損するのを防ぐことができる。

特開２００７−１９７２０４号公報

しかしながら、上記従来のシート給送装置によると、シート給送装置を設置した後に設置や使用者がロックピンを解除し忘れる場合がある。このロック状態で給紙動作を実行すると、シート載置板を持ち上げる駆動手段に負荷が掛かり破損する問題があった。

本発明は上記問題点に鑑み、シート載置板を持ち上げる駆動手段の故障を防ぐことができるシート給送装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、シート収容部と、シート積層板と、ピックアップローラーと、ローラーホルダーと、上限位置センサーと、作動板と、作動板駆動部と、駆動制御部と、固定部材と、を備える。シート収容部は、画像形成装置本体に対し挿入または引き出し可能であり、シートを収容する。シート積層板は、前記シート収容部の底面にシート給送方向上流側の端部が回動可能に支持され、上面にシートが載置される。ピックアップローラーは、前記シート積載板のシート給送方向下流側の端部と対向して上下に揺動可能に配置され、シートに当接した状態で回転してシートを前記シート積載板から引き出す。ローラーホルダーは、前記ピックアップローラーを上下揺動可能に支持する。上限位置センサーは、前記ローラーホルダーの高さに基づいて前記シート積載板に載置されたシートの上限位置を検知する。作動板は、前記シート積載板のシート給送方向下流側の端部に下側から当接した状態で、前記シート収容部の底面に沿って倒伏した位置と、前記シート収容部の底面から所定角度だけ起立した位置との間で前記シート積載板を昇降させる。作動板駆動部は、前記作動板を駆動する。駆動制御部は、前記上限位置センサーからの検知信号に基づいて前記作動板駆動部の駆動を停止する。固定部材は、前記シート収容部に着脱可能であり、装着時に前記シート積載板と前記シート収容部とを固定する。前記固定部材は、前記シート積載板を前記シート収容部の底面に沿って倒伏した位置で前記シート積載板と前記ローラーホルダーとの間に装着され、前記シート積載板を前記シート収容部の底面に固定するとともに前記ローラーホルダーを前記上限位置の高さに保持する。

本発明の第１の構成によれば、シート積載板を前記シート収容部の底面に沿って倒伏した位置で固定する固定部材をシート載置板上に設置することにより、シート給送装置の輸送時にシート積載板に衝撃が加わった場合でも、シート積載板が回動してばたつき、破損するのを防ぐことができる。また、固定部材を取り外すのを忘れて給紙動作を実行した場合でも、固定部材がローラーホルダーを上限位置の高さで保持することにより、上限位置センサーはローラーホルダーがシート積載板に載置されたシートの上限位置にあることを検知し、駆動制御部が作動板駆動部の駆動を停止する。これにより、作動板駆動部の駆動に掛かる負荷が増加して故障するのを防ぐことができる。

本発明の給紙カセット１を搭載した画像形成装置１００の内部構造を示す側面断面図 本発明の一実施形態に係る給紙カセット１を斜め前方側上方から見た斜視図 本実施形態の給紙カセット１に用いるシート積載板２０の昇降機構を示す斜視図であり、シート積載板２０の自由端２０ｂが最下位に下降している状態を示す図 シート積載板２０の昇降機構を示す斜視図であり、シート積載板２０の自由端２０ｂが作動板２２によって持ち上げられた状態を示す図 シート積載板２０の昇降機構を示す側面図であり、シート積載板２０の自由端２０ｂが作動板２２によって持ち上げられた状態を示す図 本発明の一実施形態に係る給紙カセット１を斜め前方側上方から見た斜視図であり、固定部材４０を取付けた状態を示す図 図６の固定部材４０を拡大して示す斜視図 固定部材４０の固定機構の変形例を示す縦断面図 固定部材４０の固定機構の変形例を示す縦断面図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る給紙カセット１を搭載した画像形成装置１００の内部構造を示す側面断面図である。なお、図中の実線矢印はシートの搬送経路、及び搬送方向を示す。

図１において、画像形成装置１００の下部には、カセット式給紙部１０１が配置されている。カセット式給紙部１０１には、複数（ここでは３つ）の給紙カセット（シート給送装置）１が備えられている。この給紙カセット１の内部に、印刷前のカットペーパー等のシートＰが積載して収容され、ピックアップローラー２９とフィードローラー対３０とから成る給紙装置１１７によりシートＰが１枚ずつ分離してシートＰが送り出される。

手差し給紙部１０２は、画像形成装置１００の右側面上部の外部に備えられている。手差し給紙部１０２には、カセット式給紙部１０１と異なるサイズや厚みのシートＰや、ＯＨＰシート、封筒、葉書き、送り状等のように１枚ずつ送り込まれるものが載置される。

画像形成装置１００内にはシート搬送部１０３が配置されている。シート搬送部１０３は、カセット式給紙部１０１に対し、給紙方向下流側である右方に位置し、手差し給紙部１０２に対し、給紙方向下流側である左方に位置する。カセット式給紙部１０１から送り出されたシートＰは、シート搬送部１０３により画像形成装置１００本体の側面に沿って垂直上方に搬送され、手差し給紙部１０２から送り出されたシートＰは水平に搬送される。

画像形成装置１００の上面には原稿搬送装置１０４が配置され、その下方には画像読取部１０５が配置されている。使用者が原稿の複写を行う場合には、原稿搬送装置１０４に、文字や図形、模様等の画像が描かれた複数枚の原稿を積載する。原稿搬送装置１０４では原稿が１枚ずつ分離して送り出され、画像読取部１０５によってその画像データが読み取られる。

シート搬送部１０３のシート搬送方向下流側であって、画像読取部１０５の下方には、画像形成部１０６、及び転写部１０７が配置されている。画像形成部１０６では、画像読取部１０５によって読み取られた画像データに基づいて原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像が現像されてトナー像が形成される。一方、画像形成部１０６におけるトナー像の形成タイミングと同期をとってカセット式給紙部１０１又は手差し給紙部１０２からシート搬送部１０３を介してシートＰが転写部１０７に搬送される。画像形成部１０６において形成されたトナー像は、転写部１０７においてシートＰ上に転写される。

転写部１０７の下流側には、定着部１０８が配置されている。転写部１０７において未定着トナー像が転写されたシートＰは、定着部１０８へと搬送され、加熱ローラー及び加圧ローラーから成る定着ローラー対のニップ部を通過することにより、シートＰ上の未定着トナー像が定着されて永久像とされる。

定着部１０８の下流側であって、画像形成装置１００の左側面の近傍には、排出・分岐部１０９が配置されている。定着部１０８から排出されたシートＰは、両面印刷を行わない場合には、排出・分岐部１０９から画像形成装置１００の左側面外側に設けられたシート排出トレイ１１１に排出される。

画像形成部１０６から排出・分岐部１０９にかけての部分の下方であって、カセット式給紙部１０１の上方には、両面印刷用ユニット１１０が配置されている。両面印刷を行う場合には、定着部１０８から排出されたシートＰが、排出・分岐部１０９を介して両面印刷用ユニット１１０へと送られる。両面印刷用ユニット１１０へ送られたシートＰは、スイッチバックにより表裏が反転され、再びシート搬送部１０３を通って画像が形成されていない面を上向きにして転写部１０７へと搬送される。

なお、画像形成装置１００は内部に駆動制御部１３０を有する。駆動制御部１３０は中央演算処理装置であるＣＰＵを含み、画像形成装置１００の各部を制御する。

次に、本発明の給紙カセット１の詳細な構成について、図１に加えて、図２〜図５を用いて説明する。図２は給紙カセット１を斜め前方側（図１の左側手前）上方から見た外観斜視図である。図３、図４は、給紙カセット１に用いるシート積載板２０の昇降機構を示す斜視図であり、図５は、給紙カセット１に用いるシート積載板２０の昇降機構を示す側面図である。

なお、図３、図４では、給紙カセット１が画像形成装置１００に挿入されておらず、駆動入力ギア２７が画像形成装置１００本体側のリフトモーター２８に連結されていない状態を示している。また、図３は作動板２２がカセット本体１０の底面に沿って倒伏した位置に配置され、シート載置板２０の自由端２０ｂも最下位に下降している。図４、図５はシート積載板２０の自由端２０ｂが上昇した状態を示していている。

給紙カセット１は画像形成装置１００のカセット式給紙部１０１に収容されるものであり、図２に示す矢印Ｃ方向に挿入される。カセット本体１０は、上面が開口した平坦な箱状に構成されている。カセット本体１０の底面内側にはシート積載板２０が備えられ、シート積載板２０上にシートＰが積載される。画像形成装置１００内部において、カセット本体１０の給紙方向下流側に位置する壁部１０ａの上方には給紙装置１１７が配置され、シートＰは図２に示す矢印Ｂの方向に供給される。

給紙装置１１７はピックアップローラー２９及びフィードローラー３０を備え、ピックアップローラー２９及びフィードローラー３０はローラーホルダー１１７ａに回転可能に保持されている。

ローラーホルダー１１７ａにはシート幅方向に延びる揺動軸（不図示）がシート給送方向下流側に設けられている。これにより、揺動軸を支点としてローラーホルダー１１７ａを回動させてピックアップローラー２９を上下に揺動することができる。

また、ローラーホルダー１１７ａのシート給送方向上流側には下方に延びるアクチュエーター３２が設けられている。アクチュエーター３２も揺動軸を支点としてピックアップローラー２９に連動して回動しながら上下に揺動する。

画像形成装置１００本体側には例えば、フォトインタラプタから成る上限位置センサー３３が設けられ、上限位置センサー３３は発光部（不図示）及び受光部（不図示）を有する。発光部はシート幅方向に予め決められた光路を有する赤外光を出射する。受光部は発光部からの赤外光を受光し、受光部に入光する赤外光の受光信号レベルをＬＯＷ状態からＨＩＧＨ状態に切り替える。ここで、アクチュエーター３２の端部に設けられた遮光板（不図示）はローラーホルダー１１７ａに連動して上下に揺動し、発光部と受光部との間で挿抜される。これにより、ローラーホルダー１１７ａが所定の高さより低い位置にある場合に発光部から出射された赤外光を遮光板が遮光する。一方、ローラーホルダー１１７ａが所定の高さより高い位置にある場合に発光部から出射された赤外光が受光部に入射する。

すなわち、シート積載板２０上のシート束上面とピックアップローラー２９とが離間している場合において、ローラーホルダー１１７ａは自重によって下降した状態にあり、アクチュエーター３２もローラーホルダー１１７ａに連動して下降している。このとき、遮光板は発光部から出射された赤外光を遮光する位置にある。これにより、受光部は発光部から出射された赤外光を受光できず、上限位置センサー３３はＬＯＷ状態（非検知状態）にある。

一方、シート載置板２０上のシート束の上面とピックアップローラー２９とが当接している状態では、ローラーホルダー１１７ａは所定高さに持ち上げられており、アクチュエーター３２もローラーホルダー１１７ａに連動して上昇する。ここで、ローラーホルダー１１７ａが所定の高さ（上限位置）まで持ち上げられたときに、遮光板は発光部と受光部との間から抜き出されて発光部から出射された赤外光を遮光しない位置に上昇する。これにより、上限位置センサー３３は受光部が赤外光を受光して、ＨＩＧＨ状態（検知状態）に切り替わる。

図３、図４に示すように、シート積載板２０は板状の部材であり、給紙方向上流側の端部を回動支点２０ａとしてカセット本体１０の底面内側に支持されている。シート積載板２０は作動板駆動部５０によって回転支点２０ａを支点として自由端２０ｂを上下に回動することができる。

作動板駆動部５０は作動板駆動シャフト２１と、作動板２２と、扇形ギア２３と、アイドルギア２５と、駆動入力ギア２７と、駆動出力ギア（不図示）と、リフトモーター２８（図２参照）とを有する。駆動出力ギア及びリフトモーター２８は画像形成装置１００本体側に設けられている。画像形成装置１００へ給紙カセット１を挿入したときに、駆動入力ギア２７が駆動出力ギアへ連結される。

シート積載板２０の自由端２０ｂ近傍の下方に配置された作動板駆動シャフト２１は、カセット本体１０の底面内側に形成された軸受部（図示せず）に回転可能に保持されている。作動板駆動シャフト２１の一端に作動板２２の固定孔２２ａが貫通して、作動板駆動シャフト２１と作動板２２が固定されている。作動板２２はシート積載板２０の裏面のシート幅方向略中央部に対向する位置に配置されている。

作動板駆動シャフト２１の他端には扇形ギア２３が連結されている。扇形ギア２３はアイドルギア２５を介して駆動入力ギア２７に連結されている。

次に、本実施形態の給紙カセット１における給紙動作について説明する。給紙カセット１を画像形成装置１００に挿入した状態で、リフトモーター２８を回転すると、駆動出力ギア、駆動入力ギア２７、アイドルギア２５、及び扇形ギア２３を介して作動板駆動シャフト２１に駆動力が伝達され、作動板２２が図５において反時計回り方向に回動する。

これにより、作動板２２の回動側端縁２２ｂがシート積載板２０の裏面に沿って摺動し、シート積載板２０の自由端２０ｂが持ち上げられて上昇し、リフト板２０上に積載されたシートの最上層が、給紙装置１１７のピックアップローラー２９に当接する。

次に、ピックアップローラー２９を回転させてシート束の上面からシートを１枚ずつ分離して給紙カセット１からシート搬送部１０３へと送り出す。

ここで、シートＰの送り出しを行う際のシート積載板２０の停止位置は上限位置センサー３３により検出される。上限位置センサー３３はローラーホルダー１１７ａが上限位置まで上昇しているか否かを検出する。上限位置センサー３３により、ローラーホルダー１１７ａがシート積載板２０に載置された用紙上面の上限位置まで上昇していることが検知されると、駆動制御部１３０がリフトモーター２８の駆動を停止してシート積載板２０の上昇を停止する。

シートＰの搬送が進行すると、シート束の厚みが減少する。このとき、上限位置センサー３３の検知状態の変化に呼応してリフトモーター２８を駆動する。これにより、シート積載板２０が上昇してシート束の上面が再びピックアップローラー２９に適切に当接する状態になる。したがって、安定したシート供給を実現することができる。

次に、本実施形態の給紙カセット１における、固定部材４０によるシート積載板２０の固定機構について説明する。図６は、本実施形態の給紙カセット１を斜め前方側（図１の左側手前）上方から見た外観斜視図であり、固定部材４０が取付けた状態を示す。また、図７は図６の固定部材４０を拡大して示す斜視図である。

固定部材４０は直方体状に形成され、ローラーホルダー１１７ａとシート積載板２０との間に配される。固定部材４０はシート積載板２０の上面に載置され、固定部材４０の上部はピックアップローラー２９を上限位置まで持ち上げた状態でローラーホルダー１１７ａを支持している。また、固定部材４０の給紙方向上流側上端部には上方に突出する突出片４０ａが形成され、突出片４０ａがローラーホルダー１１７ａの下面側に当接する。これにより、固定部材４０はローラーホルダー１１７ａを持ち上げた状態で安定して支持することができる。

この構成によると、固定部材４０をシート載置板２０とローラーホルダー１１７ａとの間に介在させてシート積載板２０をシート収容部１０の底面に沿って倒伏した位置で固定する。これにより、画像形成装置１００の輸送時にシート積載板２０に衝撃が加わった場合でも、シート積載板２０が回動してばたつくのを防ぐことができ、シート積載板２０自体や周辺部材が破損するのを防ぐことができる。

また、固定部材４０を取り外すのを忘れて給紙動作を実行した場合、固定部材４０がローラーホルダー１１７ａを上限位置に持ち上げた状態で保持しており、アクチュエーター３２もローラーホルダー１１７ａとともに持ち上げられる。このとき、遮光板は発光部から出射された赤外光を遮光しない位置に配置される。その結果、上限位置センサー３３はローラーホルダー１１７ａが上限位置にあるものと検知し、駆動制御部１３０がリフトモーター２８の駆動を停止する。これにより、作動板駆動部５０に掛かる負荷が上昇せず、作動板駆動部５０のリフトモーター２８が破損するのを防ぐことができる。

図８、図９は固定部材４０の変形例を示す縦断面図であり、図９は固定部材４０の取付方法を示している。固定部材４０は内部が空洞の枠体から成り、底面から下方に突出するロックピン４４が設けられている。また、シート収容部１０の底面及びシート積載板２０には貫通孔１０ａ、２０ａが設けられ、貫通孔１０ａ、２０ａはシート積載板２０をシート収容部１０の底面に沿って倒伏した状態において一致する位置に配されている。

ロックピン４１は一対の脚部４１が下方に延び、脚部４１の下端部には対向して内側に突出する係合突起４３が一対形成されている。また、脚部４１には固定部材４０の底面と係合突起４３との間には対向して内側に突出する中間突起部４２が一対形成されている。また、固定部材４０の枠体は所定の弾性力を有する樹脂などの材料で形成されている。

図９に示すように、固定部材４０の貫通孔１０ａ、２０ａへの取付けは固定部材４０の枠体を手指で摘んで押力Ｆを加え、枠体の底面を撓ませて一対の脚部４１を拡げる。これにより、係合突起４３同士が間隔を拡げた状態になり、脚部４１を貫通孔１０ａ、２０ａに挿入することができる。 その後、固定部材４０の枠体を摘んでいた手指を離し、固定部材４０の枠体を元の形状に戻す。これにより、係合突起４３同士の間隔が狭まって貫通孔１０ａに係合突起４３が係合する。したがって、固定部材４０の底面によりシート積載板２０をシート収容部１０の底面から上方へ動かないように押さえることができる。また、固定部材４０がシート積載板２０上に確実に固定される。

従って、画像形成装置１００の輸送時にシート積載板２０に衝撃が加わった場合でも、固定部材４０が倒れてシート載置板２０とローラーホルダー１１７ａとの間から外れるのをより防止することができる。

なお、上述した実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、既に記載したもの以外でも、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、上限位置センサー３３は発光部（不図示）及び受光部（不図示）を有し、受光部は遮光板で発光部から出射された赤外光の受光が遮光されなくなったときに非検知状態から検知状態に切り替わる構成を説明したが、それ以外の構成であっても、ローラーホルダー１１７ａの上限位置を検知することは可能である。

例えば、上限位置センサー３３を対向して配される発光部と受光部とで構成し、発光部と受光部を同一側に配し、遮光板に替えて反射板をピックアップローラー２９の上下動に連動させてもよい。このとき、発光部はシート幅方向に予め決められた光路を有する赤外光を出射する。受光部はアクチュエーター３２の端部に設けられた反射板（不図示）で反射した発光部からの赤外光を受光し、受光部に入光する赤外光の受光信号レベルをＬＯＷ状態からＨＩＧＨ状態に切り替える。

すなわち、シート積載板２０上のシート束の上面とピックアップローラー２９とが離間している状態では、アクチュエーター３２もローラーホルダー１１７ａに連動して下降している。このとき、反射板は発光部から出射された赤外光を反射しない位置にある。これにより、受光部は反射板により反射された赤外光を受光し、上限位置センサー３３はＬＯＷ状態（非検知状態）にある。

一方、シート載置板２０上のシート束の上面とピックアップローラー２９とが当接している状態では、ローラーホルダー１１７ａが所定の高さ（上限位置）まで持ち上げられたときに、反射板は発光部から出射された赤外光を受光部に反射する位置に上昇する。これにより、上限位置センサー３３は受光部が反射板３２から反射した赤外光を受光してＨＩＧＨ状態（検知状態）に切り替わる。

１ 給紙カセット（シート給送装置）
１０ カセット本体（シート収容部）
２０ シート積載板
２０ａ 回動支点
２０ｂ 自由端
２１ 作動板駆動シャフト（作動板駆動部材）
２２ 作動板
２２ａ 固定孔
２２ｂ 回動側端縁
２３ 扇形ギア
２５ アイドルギア
２７ 駆動入力ギア
２８ リフトモーター
２９ ピックアップローラー
３０ フィードローラー
３２ アクチュエーター
３３ 上限位置センサー
４０ 固定部材
５０ 作動板駆動部
１００ 画像形成装置
１１７ａ ローラーホルダー
１３０ 駆動制御部

Claims (4)

1. 画像形成装置本体に対し挿入または引き出し可能であり、シートを収容するシート収容部と、
   前記シート収容部の底面にシート給送方向上流側の端部が回動可能に支持され、上面にシートが載置されるシート積載板と、
   前記シート積載板のシート給送方向下流側の端部と対向して上下に揺動可能に配置され、シートに当接した状態で回転してシートを前記シート積載板から引き出すピックアップローラーと、
   前記ピックアップローラーを上下方向に搖動可能に支持するローラーホルダーと、
   前記ローラーホルダーの高さに基づいて前記シート積載板に載置されたシートの上限位置を検知する上限位置センサーと、
   前記シート積載板のシート給送方向下流側の端部に下側から当接した状態で、前記シート収容部の底面に沿って倒伏した位置と、前記シート収容部の底面から所定角度だけ起立した位置との間で前記シート積載板を昇降させる作動板と、
   前記作動板を駆動する作動板駆動部と、
   前記上限位置センサーからの検知信号に基づいて前記作動板駆動部の駆動を停止する駆動制御部と、
   前記シート収容部に着脱可能であり、装着時に前記シート積載板と前記シート収容部とを固定する固定部材と、を備え、
   前記固定部材は、前記シート積載板を前記シート収容部の底面に沿って倒伏した位置で前記シート積載板と前記ローラーホルダーとの間に装着され、前記シート積載板を前記シート収容部の底面に固定するとともに前記ローラーホルダーを前記上限位置の高さに保持すること特徴とするシート給装装置。
2. 前記ピックアップローラーはシート給送方向下流を支点として上下に揺動するローラーホルダーに支持されており、前記ローラーホルダーには前記上限位置センサーの検知状態又は非検知状態を切り替えるアクチュエーターが設けられることを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
3. 前記固定部材の底部には前記シート積載板及び前記シート収容部の底面に設けられた貫通孔に挿抜可能なロックピンが設けられ、前記ロックピンの下端部に設けられた係合突起が前記シート収容部の底面の裏に係合して前記固定部材の底面と前記係合突起とで前記シート積載板を前記シート収容部の底面に押えて固定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシート給装装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のシート給送装置が搭載された画像形成装置。

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