JP3635157B2 - 給紙装置用駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる給紙装置用駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機としては、複写機以外の機能、例えば、パーソナルコンピュータ用のプリンタとしての機能を持ち合わせた多機能型の複写機（換言すれば、複写機とプリンタの複合機）が知られている。
【０００３】
このようなプリンタとしての機能を有する複写機の場合には、通常、パーソナルコンピュータとは離間した別の場所に複写機が設置され、複写機とパーソナルコンピュータをケーブル等で接続し、オペレータがパーソナルコンピュータを操作して複写機へ印刷命令を送信することにより、パーソナルコンピュータのデータを印刷できる。
【０００４】
ところで、このような複写機において、パーソナルコンピュータのデータ等を大量に印刷する場合には、オペレータが複写機の給紙トレイ内の複写用紙の残量を確認しに行く必要があるため、パーソナルコンピュータへ複写用紙の残量情報を提供できる装置の要望があった。そこで、従来では、給紙トレイ内の複写用紙を給紙位置まで押し上げるための駆動装置の出力軸の装置外側部分にスリット板を設け、出力軸回転時のスリットをフォトインタラプタによって検出して出力軸の回転量から給紙トレイ内の複写用紙の残量を導き出していた（出力軸の回転位置を検出できる駆動装置の一例としては、実公平６−４４２９５号公報を参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の用紙残量の検出方法では、スリット板とフォトインタラプタが駆動装置の外部に取り付けられているため、駆動装置の構造や外観形状が複雑となるうえ、駆動装置と電源を接続するためのコネクタとフォトインタラプタと電源を接続するためのコネクタとが別部品となり、コード配線が複雑であった。また、給紙トレイを複写機本体に挿入する場合等の衝撃が出力軸に作用すると、スリット板とフォトインタラプタの相対的な位置関係がずれて誤作動する可能性があった。さらに、フォトインタラプタが駆動装置の外部に取り付けられているため、トナー等の粉体が複写機内で飛散すると、粉体がフォトインタラプタに付着して誤作動する可能性があった。また、残量検出精度は単位時間当たりにフォトインタラプタが検出するスリットの本数によって決まるが、出力軸とスリット板の回転速度が等しいため、検出精度を向上させるためにはスリット板のスリットの本数を増加させるしかなく、このため、検出精度を向上させようとするとコスト高となる欠点がある。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して、コンパクトで常に良好に用紙の残量を検出できる給紙装置用駆動装置を得ることが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の給紙装置用駆動装置は、ケースの内部に回転自在に軸支され、駆動手段からの駆動力を受けて回転するギヤと、軸線方向一端側が前記ケースから突出した状態で前記ケースの内部に回転自在に軸支されると共に、前記ギヤに噛合され前記駆動力を前記ケースの外部へ出力する出力軸と、前記出力軸の前記軸線方向一端側に前記出力軸に沿って所定範囲移動可能に設けられ、前記ケースの外部に配設された給紙装置の被駆動軸に係合可能な係合手段と、前記ケースの内部に配置された導電性のコンタクトプレートと、前記ギヤに設けられ、前記ギヤの回転状態で前記コンタクトプレートに断続的に接触して前記コンタクトプレートを導通させるカムプレートと、前記コンタクトプレートの導通回数を計数して前記給紙装置に収容された用紙の残量を検出する残量検出手段と前記コンタクトプレートとを接続する接続手段と、を備えている。
【０００８】
上記構成の給紙装置用駆動装置によれば、給紙装置の被駆動軸と出力軸の係合手段とが連結され、この状態で駆動手段を駆動させると、ギヤ、出力軸、及び係合手段を介して駆動手段の駆動力が給紙装置の被駆動力へ伝達され、被駆動軸が回転される。これによって、給紙装置に収容された用紙が給紙可能位置へ移動される。
【０００９】
また、駆動手段の駆動力がギヤへ伝達されてギヤが回転すると、カムプレートが一体的に回転し、カムプレートとコンタクトプレートとが断続的に接触してコンタクトプレートが導通される。これによって、パルス信号が発生し、駆動手段の駆動開始からのパルス信号のパルス数、すなわち、コンタクトプレートの導通回数が接続手段を介してコンタクトプレートへ接続された残量検出手段によって計数される。ここでギヤは出力軸と係合手段を介して給紙装置の被駆動軸へ接続されているため、駆動手段の駆動開始からのコンタクトプレートの導通回数は、被駆動軸の回転量に対応しており、更には、給紙装置内に収容された用紙の残量に対応している。したがって、コンタクトプレートの導通回数を計数することにより、給紙装置内の用紙の残量を算出できる。
【００１０】
ここで、本駆動装置では、上述したカムプレートやコンタクトプレートがケース内に配置されているため、全体的に形状がコンパクトとされ、しかも、ケース外部の異物（例えば、飛散したトナー等）がカムプレートやコンタクトプレートへ付着することはなく、異物付着による誤作動が防止され、常に良好に用紙残量が算出される。
【００１１】
請求項２記載の給紙装置用駆動装置は、請求項１記載の給紙装置用駆動装置において、前記駆動手段駆動時における前記ギヤの回転速度を、前記給紙装置の被駆動軸の回転速度よりも速く設定したことを特徴としている。
【００１２】
上記構成の給紙装置用駆動装置では、駆動手段駆動時におけるギヤの回転速度が給紙装置の被駆動軸の回転速度よりも速く設定されており、駆動手段の駆動力がギヤによって減速されて被駆動軸へ伝達される。したがって、ギヤに設けられたカムプレートの単位時間当たりの回転量は、出力軸の単位時間当たりの回転量よりも多く、スリット板が出力軸に設けられていた従来の出力軸の位置検出機構と比べると、出力軸が１回転する間のパルス信号のパルス数、すなわち、カムプレートとコンタクトプレートとの導通回数が増加される。このため、出力軸の回転位置検出精度が向上され、用紙残量の算出精度が向上される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図５には、本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置としてのギヤードモータ１０を適用した複写機１１の側面図が示されている。また、図６には複写機１１の構成の概略が正面図によって示されている。なお、図６において矢印Ａは複写用紙（用紙）１２の搬送経路である。
【００１４】
これらの図に示されるように、複写機１１は複写機本体１４を備えており、その上部には開閉可能なカバー１６が配設されている。カバー１６の下面にはプラテンガラス（図示省略）が配置されており、複写原稿を複写する場合には、このプラテンガラスの上面とカバー１６の下面との間に複写原稿がセットされる。
【００１５】
複写機本体１４の右側（図６の矢印Ｘ1 方向側）の側壁にはスリット状の開口２０が形成されており、この開口２０の近傍には給紙ローラ２２が配設されている。この開口２０内には手差し用のトレイ２４が装着されている。また、複写機本体１４の左側（図６の矢印Ｘ2 方向側）の側壁にもスリット状の開口２６が形成されており、この開口２６の内側には一対の排紙ローラ２８が配設されている。排紙ローラ２８の下方には、排紙された複写用紙１２が載置される複数弾のトレイ３０が配設されている。
【００１６】
一方、複写機本体１４の内部上方（図６の矢印Ｚ1 方向）には、スリット露光するための露光部３２が配設されている。露光部３２は、光源３４、複数のミラー３６、３８、４０及びレンズユニット４２を備えている。この内、光源３４及びミラー３６は、プラテンガラスに沿って一体に移動する。また、一対のミラー３８は、光源３４及びミラー３６の移動量の１／２だけ移動する。
【００１７】
露光部３２の下方には、処理部４４が配設されている。処理部４４は、正面視で右回り（図６の矢印Ｂ方向）に回転可能な感光ドラム４６を備えている。感光ドラム４６はアルミニウム等の導電性材料で形成されており、その周面には光導電体が塗布されている。感光ドラム４６の外周一部には、帯電器４８が対向して配設されており、この帯電器４８によって感光ドラム４６の表面が均一に帯電される。また、感光ドラム４６の右側方（図６の矢印Ｘ1 方向）には現像部５０が配設されており、この現像部５０によって粒子状のトナーが供給される。現像部５０のドラム回転方向下流側には転写器５４が配設されており、この転写器５４によってトナー画像が複写用紙１２に吸着されて転写される。なお、転写器５４と現像部５０との間には挟持ローラ対５６が配設されており、前述した手差し用のトレイ２４の近傍にある給紙ローラ２２から、或いは後述する給紙装置としての各給紙トレイ７０に対応して設けられた給紙ローラ７２から送り出された複写用紙１２を感光ドラム４６の表面に密着させている。この転写器５４の左側方（図６の矢印Ｘ2 方向）には転写器５４に隣接して分離器５８が配設されており、この分離器５８によって感光ドラム４６の表面に密着している複写用紙１２が感光ドラム４６の表面から分離される。なお、分離器５８と帯電器４８との間にはクリーニング部６０が配設されており、感光ドラム４６の表面に残留したトナーを除去している。
【００１８】
また、分離器５８に隣接する位置には搬送ローラ６２が配設されており、複写用紙１２を図６の矢印Ａ方向に沿って搬送している。搬送ローラ６２の下流側には、定着部６４が配設されている。定着部６４は一対の加圧ローラ６６及び定着ローラ６８を備えており、これらの間に複写用紙１２を挟持して搬送する過程で複写用紙１２の表面に転写されたトナー画像を定着させ、前述した排紙ローラ２８へ複写用紙１２を送り込むようになっている。
【００１９】
上述した処理部４４の下方には給紙トレイ７０が装着されている。図５に示されるように、給紙トレイ７０は複写機本体１４の正面側（図５の矢印Ｙ1 方向側）の側壁にて開口したトレイ挿入部６６から複写機本体１４の内部へ挿入されている。また、図６に示されるように、複写機１１には複写機本体１４の上下方向（図６の矢印Ｚ1 、Ｚ2 方向）に沿って複数の給紙トレイ７０が装着されており、各給紙トレイ７０にはサイズの異なる複写用紙１２が収容されている。
【００２０】
ここで、図４には、給紙トレイ７０の斜視図が示されている。この図に示されるように、給紙トレイ７０は矩形の皿状とされており、その底部半面には底板７３が配設されている。底板７３の一方の端部には円筒状のボスが一体に形成されており、このボス内をシャフト７４が貫通している。このシャフト７４の軸方向両端部は給紙トレイ７０の幅方向（図４の矢印Ｙ1 、Ｙ2 方向）両側部に支持され、底板７３がシャフト７４回りに回転自在とされている。
【００２１】
複写用紙１２を給紙トレイ７０内に収容すると、複写用紙１２の給紙方向（図４の矢印Ｘ1 方向）側半分が底板７３上に載置されるようになっている。また、給紙トレイ７０の底面前端側には、被駆動軸としてのロッド７６が配置されている。このロッド７６は給紙トレイ７０の両側部に回転自在に軸支されており、その一方の端部は給紙トレイ７０の側部から突出している。さらに、ロッド７６の突出端部には、係合ピン７７が軸直角方向（半径方向）に貫通状態で固着されている。
【００２２】
ロッド７６の軸方向中間部には、舌片状のレバー７８が螺子７９によって取り付けられている。したがって、ロッド７６が回転すると、レバー７８も一体に回転する。このレバー７８はその取付部位から給紙トレイ７０の上方側へ向けて傾斜しており、更にその先端部は円弧状に屈曲されている。また、レバー７８は板ばねでもあり、複写用紙１２の給紙方向側端部を押し上げる方向（給紙ローラ７２に接近する方向）への付勢力（弾性復元力）を有している。
【００２３】
また、この給紙トレイ７０の幅方向一側方（図４及び図５の矢印Ｙ2 方向）にはギヤードモータ１０が配置されている。ここで図１にはギヤードモータ１０の平面図が示されており、図２にはギヤードモータ１０の側面図が示されている。
【００２４】
これらの図に示されるように、ギヤードモータ１０はケース９２を備えている。このケース９２は蓋９４とケース本体９６とによって構成されており、ケース本体９６にはコードを介して電源（何れも図示省略）及びモータ制御装置１６０と接続された接続手段としてのコネクタ１５０が取り付けられている。また、ケース９２の内部には駆動手段としてのモータ９８が収容されている。このモータ９８からは駆動軸１００が突出されており、駆動軸１００にはウォームギヤ１０２が取り付けられている。一方、モータ９８の駆動軸１００とは逆側（図１及び図２の矢印Ｘ1 方向側）は、コネクタ１５０と接続されており、このコネクタ１５０を介して電源からの電力がモータ９８へ供給される。
【００２５】
また、ウォームギヤ１０２の側方には第１ギヤ１４０が配置されている。この第１ギヤ１０４は、ギヤ部１０６とギヤ部１０８とが同軸的且つ一体的に形成された二段ギヤとされており、その軸線方向がモータ９８の駆動軸１００の軸線方向に対して直角方向とされ、蓋９４及びケース本体９６の各々に形成された一対の軸受部（図示省略）に回転自在に軸支されている。この第１ギヤ１０４のギヤ部１０６は、ギヤ部１０８よりも大径とされており、ウォームギヤ１０２へ係合され、ウォームギヤ１０２の回転に連動して回転する。
【００２６】
この第１ギヤ１０４のウォームギヤ１０２とは逆側には、ギヤとしての第２ギヤ１１０が配置されている。この第２ギヤ１１０は、ギヤ部１１２とギヤ部１１４とが同軸的且つ一体的に形成された二段ギヤとされており、その軸線方向が第１ギヤ１０４の軸線方向に対して平行とされ、軸線方向両端部が蓋９４に形成された軸受部１１３とケース本体９６に形成された軸受部（図示省略）に回転自在に軸支されている。この第２ギヤ１１０のギヤ部１１２は、ギヤ部１１４及び第１ギヤ１０４のギヤ部１０８よりも大径とされており、第１ギヤ１０４のギヤ部１０８へ係合され、第１ギヤ１０４の回転に連動して回転する。
【００２７】
また、第２ギヤ１１０の側方には、第３ギヤ１１６が配置されている。この第３ギヤ１１６は、ギヤ部１１８とギヤ部１２０とが同軸的且つ一体的に形成された二段ギヤとされており、その軸線方向が第２ギヤ１１０の軸線方向に対して平行とされ、図２に示されるように、軸線方向両端部が蓋９４及びケース本体９６の各々に形成された一対の軸受部（図示省略）に回転自在に軸支されている。この第３ギヤ１１６のギヤ部１１８は、ギヤ部１２０及び第２ギヤ１１０のギヤ部１１４よりも大径とされており、第２ギヤ１１０のギヤ部１１４へ係合され、第２ギヤ１１０の回転に連動して回転する。
【００２８】
さらに、第３ギヤ１１６の側方には、出力軸１２２が配置されている。この出力軸１２２は軸線方向の一端がケース９２の内部に形成された軸受部（図示省略）に回転自在に軸支されている。一方、出力軸１２２の他端側はケース９２の蓋９４に形成された円孔１２４（図４参照）に回転可能に支持され、更に、端部が円孔１２４を貫通してケース９２の外方へ突出している。また、出力軸１２２の軸線方向中間部にはギヤ部１２６が形成されている。このギヤ部１２６は第３ギヤ１１６のギヤ部１２０よりも大径とされており、ギヤ部１２０へ係合され、第３ギヤ１１６の回転に連動して回転する。すなわち、出力軸１２２は第３ギヤ１１６、第２ギヤ１１０、及び第１ギヤ１０４を介して駆動軸１００に設けられたウォームギヤ１０２に接続されており、駆動軸１００の回転が第１ギヤ１０４乃至第３ギヤ１１６によって減速されつつ出力軸１２２へ伝達された出力軸１２２が回転する。
【００２９】
また、出力軸１２２のケース９２から突出した側の端部には係合手段としてのジョイント１３０が設けられている。このジョイント１３０は出力軸１２２よりも大径の円柱形状とされており、出力軸１２２に同軸的に嵌め込まれている。また、ジョイント１３０は出力軸１２２への嵌め込み状態で出力軸１２２に沿って摺動可能である。さらに、ジョイント１３０のケース９２とは逆側の端部には略十文字状のキー溝１３２が形成されている。このキー溝１３２の幅寸法はロッド７６の係合ピン７７の直径寸法に対応しており、給紙トレイ７０を複写機本体１４に装着状態で係合ピン７７をジョイント１３０のキー溝１３２へ嵌め込むことができる（図４参照）。
【００３０】
さらに、図２に示されるように、このジョイント１３０のケース９２の間の出力軸１２２の周囲には、圧縮コイルスプリング１３４が設けられている。この圧縮コイルスプリング１３４は一方の端部がケース９２に当接し、他方の端部がジョイント１３０に当接して、常にジョイント１３０をケース９２とは逆側へ向けて付勢している。これによって、係合ピン７７とキー溝１３２が正対しない状態（すなわち、そのままでは係合ピン７７がキー溝１３２に嵌合しない状態）で給紙トレイ７０が複写機本体１４へ装着され、ジョイント１３０が係合ピン７７によって押圧されると、圧縮コイルスプリング１３４の付勢力に抗してジョイント１３０（出力軸１２２）が移動すると共に、圧縮コイルスプリング１３４の付勢力によってジョイント１３０（出力軸１２２）、或いはロッド７６が僅かに回転する。これによって、確実に係合ピン７７をキー溝１３２へ嵌め込むことができる。なお、本実施の形態では、圧縮コイルスプリング１３４を出力軸１２２の周囲に設けた構成としたが、圧縮コイルスプリング１３４を給紙トレイ７０のロッド７６側に設け、ロッド７６を常にギヤードモータ１０側（すなわち、出力軸１２２側）へ付勢する構成としても構わない。この場合であっても同様の作用で確実に係合ピン７７をキー溝１３２へ嵌め込むことができる。また、本実施の形態では圧縮コイルスプリング１３４を用いた構成であるが、この圧縮コイルスプリング１３４は必須ではなく、例えば、出力軸１２２とロッド７６を歯車によって連結する場合には、圧縮コイルスプリング１３４を必要としない。
【００３１】
また、出力軸１２２の他端部にはティースワッシャ１３６が固定されており、ジョイント１３０の出力軸１２２からの抜けを防止している。
【００３２】
一方、第２ギヤ１１０には、金属等によって形成された導電性を有する薄肉板状のカムプレートとしてのカムプレート１４２が設けられている。このカムプレート１４２には円環状のリング部１４３が形成されており、さらに、リング部１４３の内周部には、径方向内側へ向けて突出した４箇所のパルス部１４４が所定間隔毎（所定角度毎）に形成されている。また、図３の第２ギヤ１１０を拡大した断面図に示されるように、パルス部１４４の径方向内側端部と、各パルス部１４４に対応したリング部１４３の外周部の一部は第２ギヤ１１０へ向けて屈曲されており、この部分がギヤ部１１２に形成された溝１１５を貫通した状態でかしめられている。これによって、カムプレート１４２がギヤ部１１２（第２ギヤ１１０）へ同軸的に固着される。
【００３３】
また、図１に示されるように、ケース９２の内側には一対のコンタクトプレート１４６、１４８が互いに平行に配置されている。これらのコンタクトプレート１４６、１４８は細幅板状とされており、導電性とバネ性を有している。図２に示されるように、コンタクトプレート１４８は長手方向中間部が蓋９４の裏面（内面）へ熱溶着されており、また、図示はしないが、コンタクトプレート１４６の長手方向中間部も蓋９４の裏面（内面）へ熱溶着されている。また、コンタクトプレート１４８は、長手方向一端側がケース本体９６の底部へ向けて湾曲されており、端部がカムプレート１４２のリング部１４３に接触している。同様に、コンタクトプレート１４６も、長手方向一端側がケース本体９６の底部へ向けて湾曲されており、端部がカムプレート１４２のパルス部１４４に接触している。ここで、第２ギヤ１１０が回転してカムプレート１４２が回転すると、コンタクトプレート１４８は常にリング部１４３に接触しているが、コンタクトプレート１４６は端部がパルス部１４４と対向した場合のみパルス部１４４に接触する。
【００３４】
これに対し、コンタクトプレート１４８の他端側は、ケース本体９６の底部へ向けて屈曲されており、コンタクトプレート１４８に対向配置されたコネクタ１５０と共に接続手段を構成するプリント基板１５２に接触している。これと同様に、コンタクトプレート１４６の他端側もまた、ケース本体９６の底部へ向けて屈曲され、プリント基板１５２に接触している。
【００３５】
このプリント基板１５２には、一方の面でコンタクトプレート１４６に接触し、その裏側の面でコネクタ１５０と接触してコネクタ１５０を介して電源とコンタクトプレート１４６とを接続させる導電性のパターンと、一方の面でコンタクトプレート１４８に接触し、その裏側の面でコネクタ１５０と接触してコネクタ１５０を介してコンタクトプレート１４８と複写機本体１４内に設置されている用紙残量算出手段としてのモータ制御装置１６０（図４及び図６参照）とを接続する導電性のパターン（いずれも図示省略）が印刷されている。
【００３６】
このモータ制御装置１６０は、複写機本体１４内に設置された複写機制御装置（図示省略）からの信号を受けてモータ９８へ駆動開始信号及び駆動停止信号を送信してモータ９８を駆動、或いは停止させると共に、モータ９８の駆動開始から停止までの間のコンタクトプレート１４８からのパルス信号を受け、この電気信号の受信回数を計数する。また、モータ制御装置１６０には、電気信号の計数回数から出力軸１２２の回転角度（すなわち、レバー７８の揺動角度）を導き出し、更に、出力軸１２２の回転角度から給紙トレイ７０内の複写用紙１２の残量を導き出すテーブルが記憶されている。さらに、このモータ制御装置１６０は、複写機本体１４の外部のパーソナルコンピュータ１６２に接続されており、パーソナルコンピュータ１６２へ導き出された複写用紙１２の残量情報を送信できる。
【００３７】
なお、このパーソナルコンピュータ１６２は、モータ制御装置１６０と接続されているのみならず、上述した複写機制御装置とも接続されており、パーソナルコンピュータ１６２のデータを複写機１１へ送信して複写機１１によってデータを印刷できるようになっている。すなわち、本複写機１１は、一般的な複写機の機能の他にパーソナルコンピュータ１６２のプリンタと兼用できるようになっている。
【００３８】
次に本実施の形態の作用について説明する。
本ギヤードモータ１０を適用した複写機１１では、まず、複写機本体１４から給紙トレイ７０を引き出して、給紙トレイ７０内に複写用紙１２を収容した後に給紙トレイ７０を再び複写機本体１４内へ挿入する。この際、給紙トレイ７０のロッド７６の係合ピン７７が圧縮コイルスプリング１０８をその付勢力に抗して圧縮させつつジョイント１３０のキー溝１３２に係合される。これにより、ロッド７６はジョイント１３０と連結される。この状態では、図７（Ａ）に示されるように、給紙トレイ７０へ収容された複写用紙１２と給紙ローラ７２が未だ離間した状態であり、この状態で給紙ローラ７２が回転しても複写用紙１２を給紙することはできない。
【００３９】
この状態で、ギヤードモータ１０がモータ制御装置１６０からの駆動開始信号を受けると、モータ９８が駆動されて駆動軸１００が正転される。駆動軸１００の回転は、第１乃至第３ギヤ１０４、１１０、１１６を介して減速されつつ出力軸１２２へ伝達され、これによって、出力軸１２２が所定角度回転される。また、駆動軸１００の回転が第１ギヤ１０４を介して第２ギヤ１１０へ伝達されて第２ギヤ１１０が回転すると、第２ギヤ１１０の回転に伴ってカムプレート１４２が回転する。ここで、カムプレート１４２の回転状態では、カムプレート１４２のパルス部１４４とコンタクトプレート１４６の端部とが対向した場合にのみコンタクトプレート１４６とコンタクトプレート１４８とがカムプレート１４２を介して導通される。したがって、カムプレート１４２の回転状態では、断続的にパルス部１４４とコンタクトプレート１４８の端部とが接触し、これによって、パルス信号がモータ制御装置１６０へ送信される。モータ制御装置１６０では、このパルス信号のパルス数を計数する。
【００４０】
モータ９８が作動して出力軸１２２が回転するとジョイント１３０を介して出力軸１２２へ連結されているロッド７６が回転し、これにより、レバー７８が図６の矢印Ａ方向へ回転され、複写用紙１２の給紙方向側端部が給紙ローラ７２による給紙位置まで押し上げられる（図７（Ｂ）図示状態）。なお、複写用紙１２が給紙位置まで押し上げられると、図示しない用紙位置検出手段によってこの状態が検出されてギヤードモータ１０のモータ９８が停止され、給紙可能状態となる。また、モータ制御装置１６０ではモータ９８が停止するまでの間に受信したパルス信号のパルス数から給紙トレイ７０内に収容されている複写用紙１２の残量が導き出される。
【００４１】
すなわち、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示されるように、給紙トレイ７０内に収容された複写用紙１２の枚数が少ない場合（図７（Ｂ）図示状態）には、給紙トレイ７０内に収容された複写用紙１２の枚数が多い場合（図７（Ｃ）図示状態）よりも複写用紙１２をより高い位置まで押し上げないと最上段の複写用紙１２が給紙位置に達しないため、複写用紙１２の収容枚数が少ない場合では収容枚数が多い場合よりもレバー７８の揺動角度が大きい。したがって、レバー７８の揺動角度を得ることにより給紙トレイ７０内の複写用紙１２の枚数を得ることができる。ここで、レバー７８の揺動角度は、すなわち、ロッド７６の回転角度であり、出力軸１２２の回転角度である。また、出力軸１２２の回転角度は、第３ギヤ１１６を介して接続された第２ギヤ１１０の回転数、すなわち、カムプレート１４２の回転数に比例する。このことから、カムプレート１４２の回転数（すなわち、パルス信号のパルス数）、レバー７８の揺動角度、及び給紙トレイ７０内に収容された複写用紙１２の枚数の対比テーブルを予め作成し、モータ制御装置１６０に予め記憶させておくことによってモータ９８が停止された状態での複写用紙１２の残量が容易に導き出される。ここで導き出された複写用紙１２の残量情報は、パーソナルコンピュータ１６２へ適宜送信され、これによってパーソナルコンピュータ１６２のモニタ上で複写用紙１２の残量を確認できる。
【００４２】
この状態で、複写機１１のカバー１６の下面とプラテンガラスの上面との間に複写原稿をセットして複写機１１を作動させるか、或いは、パーソナルコンピュータ１６２のデータを複写機制御装置へ送信すると共にパーソナルコンピュータ１６２から複写機制御装置へ印刷命令を送信して複写機１１を作動させると、給紙ローラ７２によって複写用紙１２が処理部４４へ送り込まれる。これと同時に、感光ドラム４６の表面が帯電器４８によって均一に帯電された後、露光部３２によって露光される。これにより、感光ドラム４６の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像部５０によってトナー粒子が電荷に応じて付着して現像され、転写器５４によってトナー画像が複写用紙１２の表面に転写される。転写後、分離器５８によって密着状態にある複写用紙１２が感光ドラム４６の表面から分離される。分離後、搬送ローラ６２によって複写用紙１２が定着部６４に搬送される。定着部６４では、加圧ローラ６６及び定着ローラ６８によって、トナー画像が複写用紙１２の表面に定着される。これにより、複写原稿の画像、或いは、パーソナルコンピュータ１６２から送信されたデータが複写用紙１２の表面に複写又は印刷される。
【００４３】
この状態から、連続して複写し続けることにより複写用紙１２の枚数が減ると、用紙位置検出用手段によって複写用紙１２の位置が検出されるので、モータ制御装置１６０によってモータ９８への給電が再び開始される。これによって、複写用紙１２の給紙方向側端部がレバー７８によって給紙位置まで押し上げられる。
【００４４】
ここで、この場合にもモータ制御装置１６０においてモータ９８が作動を開始してから停止するまでの間のパルス信号のパルス数が計数される。これによってモータ９８停止状態での給紙トレイ７０内の複写用紙１２の残量が導き出され、この複写用紙１２の残量情報がパーソナルコンピュータ１６２へ適宜送信される。
【００４５】
ここで、本ギヤードモータ１０は、カムプレート１４２、コンタクトプレート１４６、１４８がケース９２の内部に収容されているため、装置全体がコンパクトになる。
【００４６】
また、カムプレート１４２が固着されている第２ギヤ１１０と出力軸１３６との間には第３ギャ１１６が介在しているため、仮に、給紙トレイ７０を複写機本体１４にセットする際に、ジョイント１３０とロッド７６との連結時の衝撃が発生しても、この衝撃が第３ギヤ１１６にて吸収されて第２ギヤ１１０まで伝搬されることはない。このため、カムプレート１４２とコンタクトプレート１４６、１４８との相対的な位置関係が変化することはなく、常に良好な複写用紙１２の残量情報をパーソナルコンピュータ１６２へ送信できる。
【００４７】
さらに、電源からのコードとモータ９８とを接続するコネクタ１５０にコンタクトプレート１４６、１４８が接続されているため、コンタクトプレート１４６との電源とを別のコードで接続する必要がなく、コード配線の簡素化を図ることができる。
【００４８】
また、カムプレート１４２やコンタクトプレート１４６、１４８がケース９２の内部に収容されているため、仮に、複写機本体１４内にトナーが飛散した場合でも、飛散したトナーがカムプレート１４２やコンタクトプレート１４６、１４８へ付着することがなく、この意味でも常に良好に複写用紙１２の残量を検知できる。
【００４９】
さらに、本ギヤードモータ１０では、モータ９８の駆動軸１００の回転を第１乃至第３ギヤ１０４、１１０、１１６によって減速しつつ出力軸１２２へ伝達する構成であるため、第２ギヤ１１０の回転速度は出力軸１２２の回転速度よりも速く、モータ９８が駆動を開始して停止するまでの間の出力軸１２２の回転量よりも、第２ギヤ１１０の回転量の方が大きい。したがって、従来のスリット板のスリットの本数とカムプレート１４２のパルス部１４４の数が同一であれば、モータ９８が駆動を開始してから停止するまでの間のパルス信号のパルス数を本ギヤードモータ１０の方が多い。このため、複写用紙１２の残量の検出精度を容易に向上できる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、コンタクトプレート１４６、１４８の端部を屈曲させてプリント基板１５２の一方の面に形成されたパターンと接触させると共に、プリント基板１５２のその裏面に形成されたパターンをコネクタ１５０へ接触させることにより、コンタクトプレート１４６、１４８とコネクタ１５０とを導通させていたが、コンタクトプレート１４６、１４８とプリント基板１５２のパターンとの導通方法はこれに限るものではない。例えば、図８に示されるように、コンタクトプレート１４６、１４８の端部がプリント基板１５２を貫通し、カムプレート１４２とは逆側の面（すなわち、裏面）でコンタクトプレート１４６、１４８とプリント基板１５２とを半田付けし、この半田部１８２を介してコンタクトプレート１４６、１４８とプリント基板１５２のパターンとを導通させてもよい。また、図９に示されるように、プリント基板１５２を貫通すると共に、プリント基板１５２のカムプレート１４２とは逆側の面でプリント基板１５２へ半田付けされた一対のリード線１９２を各コンタクトプレート１４６、１４８の端部に半田付けしてコンタクトプレート１４６、１４８とプリント基板１５２のパターンとを導通させてもよい。さらに、図１０に示されるように、各コンタクトプレート１４６、１４８の他端側を、プリント基板１５２とケース本体９６の底部との間を通過させた状態で屈曲させ、プリント基板１５２のカムプレート１４２とは逆側の面（すなわち、裏面）でコンタクトプレート１４６、１４８の端部とプリント基板１５２とを接触させ、コンタクトプレート１４６、１４８とプリント基板１５２のパターンとを導通させてもよい。以上の態様の場合では、プリント基板１５２へのパターン印刷がプリント基板１５２の一方の面だけでよいため、コストの低減を図ることができる。
【００５１】
さらに、本実施の形態では、カムプレートを金属等の導電性を有する部材で形成したカムプレート１４２とした構成であったが、カムプレートの構成はこれに限るものではない。例えば、図１１に示されるように、樹脂材等の非導電性の材料によって第２ギヤ１１０に固定可能な基板２０４を形成し、この基板２０４に第２ギヤ１１０の回転状態ではコンタクトプレート１４６の端部が断続的に接触し、コンタクトプレート１４８の端部が永続的な接触する導電性のパターン２０６を印刷したカムプレート２０２をカムプレート１４２に代えて適用してもよく、さらには、第２ギヤ１１０へパターン２０６と同様のパターンを直接印刷した構成であってもよい。
【００５２】
また、本実施の形態では、複写機１１がパーソナルコンピュータ１６２のプリンタを兼ねた態様であり、給紙トレイ７０内の複写用紙１２の残量情報を複写機１１外部のパーソナルコンピュータ１６２へ送信する構成であったが、複写機１１の構成や複写用紙１２の残量情報の送信先（提供先）はこれに限るものではない。例えば、複写機１１が、ファクシミリとの兼用機、或いは複写機能しか持たない構成であってもよく、このような構成であっても、例えば、複写機１１の操作盤等に複写用紙１２の残量情報を表示する構成とすれは、給紙トレイ７０を複写機本体１４から外さずに複写用紙１２の残量を確認することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の給紙装置用駆動装置では、カムプレートやコンタクトプレートがケースの内部に配置されているため、装置の全体的な形状をコンパクトにすることができ、しかも、カムプレートやコンタクトプレートへの異物の付着を防止でき、異物付着による誤作動を防止できる。
【００５４】
また、請求項２記載の給紙装置用駆動装置では、請求項１記載の給紙装置用駆動装置において、駆動手段駆動時におけるギヤの回転速度を給紙装置の被駆動軸の回転速度よりも速く設定したため、ギヤに設けられたカムプレートの単位時間当たりの回転量が出力軸の単位時間当たりの回転量よりも多くなり、用紙残量の算出精度を容易に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置の平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置の側面図である。
【図３】ギヤを拡大した側面断面図である。
【図４】給紙装置用駆動装置を給紙装置に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置を適用した複写機の側面図である。
【図６】複写機の構成の概略を示す正面図である。
【図７】給紙装置に用紙が収容された状態を示す正面図で、（Ａ）は給紙装置用駆動装置の駆動前の状態を示し、（Ｂ）は給紙装置用駆動装置の駆動後の状態を示し、また、（Ｃ）は（Ｂ）の状態よりも多くの用紙が収容された場合の給紙装置用駆動装置の駆動後の状態を示す。
【図８】本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置の変形例を示す平面図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置の別の変形例を示す平面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置の別の変形例を示す平面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置の別の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０ ギヤードモータ（給紙装置用駆動装置）
７０ 給紙トレイ（給紙装置）
７６ ロッド（被駆動軸）
９２ ケース
９８ モータ（駆動手段）
１１０ 第２ギヤ（ギヤ）
１２２ 出力軸
１３０ ジョイント（係合手段）
１４２ カムプレート
１４６ コンタクトプレート
１５０ コネクタ（接続手段）
１５２ プリント基板（接続手段）
１６０ モータ制御装置（残量検出手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる給紙装置用駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機としては、複写機以外の機能、例えば、パーソナルコンピュータ用のプリンタとしての機能を持ち合わせた多機能型の複写機（換言すれば、複写機とプリンタの複合機）が知られている。
【０００３】
このようなプリンタとしての機能を有する複写機の場合には、通常、パーソナルコンピュータとは離間した別の場所に複写機が設置され、複写機とパーソナルコンピュータをケーブル等で接続し、オペレータがパーソナルコンピュータを操作して複写機へ印刷命令を送信することにより、パーソナルコンピュータのデータを印刷できる。
【０００４】
ところで、このような複写機において、パーソナルコンピュータのデータ等を大量に印刷する場合には、オペレータが複写機の給紙トレイ内の複写用紙の残量を確認しに行く必要があるため、パーソナルコンピュータへ複写用紙の残量情報を提供できる装置の要望があった。そこで、従来では、給紙トレイ内の複写用紙を給紙位置まで押し上げるための駆動装置の出力軸の装置外側部分にスリット板を設け、出力軸回転時のスリットをフォトインタラプタによって検出して出力軸の回転量から給紙トレイ内の複写用紙の残量を導き出していた（出力軸の回転位置を検出できる駆動装置の一例としては、実公平６−４４２９５号公報を参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の用紙残量の検出方法では、スリット板とフォトインタラプタが駆動装置の外部に取り付けられているため、駆動装置の構造や外観形状が複雑となるうえ、駆動装置と電源を接続するためのコネクタとフォトインタラプタと電源を接続するためのコネクタとが別部品となり、コード配線が複雑であった。また、給紙トレイを複写機本体に挿入する場合等の衝撃が出力軸に作用すると、スリット板とフォトインタラプタの相対的な位置関係がずれて誤作動する可能性があった。さらに、フォトインタラプタが駆動装置の外部に取り付けられているため、トナー等の粉体が複写機内で飛散すると、粉体がフォトインタラプタに付着して誤作動する可能性があった。また、残量検出精度は単位時間当たりにフォトインタラプタが検出するスリットの本数によって決まるが、出力軸とスリット板の回転速度が等しいため、検出精度を向上させるためにはスリット板のスリットの本数を増加させるしかなく、このため、検出精度を向上させようとするとコスト高となる欠点がある。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して、コンパクトで常に良好に用紙の残量を検出できる給紙装置用駆動装置を得ることが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の給紙装置用駆動装置は、ケースの内部に回転自在に軸支され、駆動手段からの駆動力を受けて回転するギヤと、軸線方向一端側が前記ケースから突出した状態で前記ケースの内部に回転自在に軸支されると共に、前記ギヤに噛合され前記駆動力を前記ケースの外部へ出力する出力軸と、前記出力軸の前記軸線方向一端側に前記出力軸に沿って所定範囲移動可能に設けられ、前記ケースの外部に配設された給紙装置の被駆動軸に係合可能な係合手段と、前記ケースの内部に配置された導電性のコンタクトプレートと、前記ギヤに設けられ、前記ギヤの回転状態で前記コンタクトプレートに断続的に接触して前記コンタクトプレートを導通させるカムプレートと、前記コンタクトプレートの導通回数を計数して前記給紙装置に収容された用紙の残量を検出する残量検出手段と前記コンタクトプレートとを接続する接続手段と、を備えている。
【０００８】
上記構成の給紙装置用駆動装置によれば、給紙装置の被駆動軸と出力軸の係合手段とが連結され、この状態で駆動手段を駆動させると、ギヤ、出力軸、及び係合手段を介して駆動手段の駆動力が給紙装置の被駆動力へ伝達され、被駆動軸が回転される。これによって、給紙装置に収容された用紙が給紙可能位置へ移動される。
【０００９】
また、駆動手段の駆動力がギヤへ伝達されてギヤが回転すると、カムプレートが一体的に回転し、カムプレートとコンタクトプレートとが断続的に接触してコンタクトプレートが導通される。これによって、パルス信号が発生し、駆動手段の駆動開始からのパルス信号のパルス数、すなわち、コンタクトプレートの導通回数が接続手段を介してコンタクトプレートへ接続された残量検出手段によって計数される。ここでギヤは出力軸と係合手段を介して給紙装置の被駆動軸へ接続されているため、駆動手段の駆動開始からのコンタクトプレートの導通回数は、被駆動軸の回転量に対応しており、更には、給紙装置内に収容された用紙の残量に対応している。したがって、コンタクトプレートの導通回数を計数することにより、給紙装置内の用紙の残量を算出できる。
【００１０】
ここで、本駆動装置では、上述したカムプレートやコンタクトプレートがケース内に配置されているため、全体的に形状がコンパクトとされ、しかも、ケース外部の異物（例えば、飛散したトナー等）がカムプレートやコンタクトプレートへ付着することはなく、異物付着による誤作動が防止され、常に良好に用紙残量が算出される。
【００１１】
請求項２記載の給紙装置用駆動装置は、請求項１記載の給紙装置用駆動装置において、前記駆動手段駆動時における前記ギヤの回転速度を、前記給紙装置の被駆動軸の回転速度よりも速く設定したことを特徴としている。
【００１２】
上記構成の給紙装置用駆動装置では、駆動手段駆動時におけるギヤの回転速度が給紙装置の被駆動軸の回転速度よりも速く設定されており、駆動手段の駆動力がギヤによって減速されて被駆動軸へ伝達される。したがって、ギヤに設けられたカムプレートの単位時間当たりの回転量は、出力軸の単位時間当たりの回転量よりも多く、スリット板が出力軸に設けられていた従来の出力軸の位置検出機構と比べると、出力軸が１回転する間のパルス信号のパルス数、すなわち、カムプレートとコンタクトプレートとの導通回数が増加される。このため、出力軸の回転位置検出精度が向上され、用紙残量の算出精度が向上される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図５には、本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置としてのギヤードモータ１０を適用した複写機１１の側面図が示されている。また、図６には複写機１１の構成の概略が正面図によって示されている。なお、図６において矢印Ａは複写用紙（用紙）１２の搬送経路である。
【００１４】
これらの図に示されるように、複写機１１は複写機本体１４を備えており、その上部には開閉可能なカバー１６が配設されている。カバー１６の下面にはプラテンガラス（図示省略）が配置されており、複写原稿を複写する場合には、このプラテンガラスの上面とカバー１６の下面との間に複写原稿がセットされる。
【００１５】
複写機本体１４の右側（図６の矢印Ｘ1 方向側）の側壁にはスリット状の開口２０が形成されており、この開口２０の近傍には給紙ローラ２２が配設されている。この開口２０内には手差し用のトレイ２４が装着されている。また、複写機本体１４の左側（図６の矢印Ｘ2 方向側）の側壁にもスリット状の開口２６が形成されており、この開口２６の内側には一対の排紙ローラ２８が配設されている。排紙ローラ２８の下方には、排紙された複写用紙１２が載置される複数弾のトレイ３０が配設されている。
【００１６】
一方、複写機本体１４の内部上方（図６の矢印Ｚ1 方向）には、スリット露光するための露光部３２が配設されている。露光部３２は、光源３４、複数のミラー３６、３８、４０及びレンズユニット４２を備えている。この内、光源３４及びミラー３６は、プラテンガラスに沿って一体に移動する。また、一対のミラー３８は、光源３４及びミラー３６の移動量の１／２だけ移動する。
【００１７】
露光部３２の下方には、処理部４４が配設されている。処理部４４は、正面視で右回り（図６の矢印Ｂ方向）に回転可能な感光ドラム４６を備えている。感光ドラム４６はアルミニウム等の導電性材料で形成されており、その周面には光導電体が塗布されている。感光ドラム４６の外周一部には、帯電器４８が対向して配設されており、この帯電器４８によって感光ドラム４６の表面が均一に帯電される。また、感光ドラム４６の右側方（図６の矢印Ｘ1 方向）には現像部５０が配設されており、この現像部５０によって粒子状のトナーが供給される。現像部５０のドラム回転方向下流側には転写器５４が配設されており、この転写器５４によってトナー画像が複写用紙１２に吸着されて転写される。なお、転写器５４と現像部５０との間には挟持ローラ対５６が配設されており、前述した手差し用のトレイ２４の近傍にある給紙ローラ２２から、或いは後述する給紙装置としての各給紙トレイ７０に対応して設けられた給紙ローラ７２から送り出された複写用紙１２を感光ドラム４６の表面に密着させている。この転写器５４の左側方（図６の矢印Ｘ2 方向）には転写器５４に隣接して分離器５８が配設されており、この分離器５８によって感光ドラム４６の表面に密着している複写用紙１２が感光ドラム４６の表面から分離される。なお、分離器５８と帯電器４８との間にはクリーニング部６０が配設されており、感光ドラム４６の表面に残留したトナーを除去している。
【００１８】
また、分離器５８に隣接する位置には搬送ローラ６２が配設されており、複写用紙１２を図６の矢印Ａ方向に沿って搬送している。搬送ローラ６２の下流側には、定着部６４が配設されている。定着部６４は一対の加圧ローラ６６及び定着ローラ６８を備えており、これらの間に複写用紙１２を挟持して搬送する過程で複写用紙１２の表面に転写されたトナー画像を定着させ、前述した排紙ローラ２８へ複写用紙１２を送り込むようになっている。
【００１９】
上述した処理部４４の下方には給紙トレイ７０が装着されている。図５に示されるように、給紙トレイ７０は複写機本体１４の正面側（図５の矢印Ｙ1 方向側）の側壁にて開口したトレイ挿入部６６から複写機本体１４の内部へ挿入されている。また、図６に示されるように、複写機１１には複写機本体１４の上下方向（図６の矢印Ｚ1 、Ｚ2 方向）に沿って複数の給紙トレイ７０が装着されており、各給紙トレイ７０にはサイズの異なる複写用紙１２が収容されている。
【００２０】
ここで、図４には、給紙トレイ７０の斜視図が示されている。この図に示されるように、給紙トレイ７０は矩形の皿状とされており、その底部半面には底板７３が配設されている。底板７３の一方の端部には円筒状のボスが一体に形成されており、このボス内をシャフト７４が貫通している。このシャフト７４の軸方向両端部は給紙トレイ７０の幅方向（図４の矢印Ｙ1 、Ｙ2 方向）両側部に支持され、底板７３がシャフト７４回りに回転自在とされている。
【００２１】
複写用紙１２を給紙トレイ７０内に収容すると、複写用紙１２の給紙方向（図４の矢印Ｘ1 方向）側半分が底板７３上に載置されるようになっている。また、給紙トレイ７０の底面前端側には、被駆動軸としてのロッド７６が配置されている。このロッド７６は給紙トレイ７０の両側部に回転自在に軸支されており、その一方の端部は給紙トレイ７０の側部から突出している。さらに、ロッド７６の突出端部には、係合ピン７７が軸直角方向（半径方向）に貫通状態で固着されている。
【００２２】
ロッド７６の軸方向中間部には、舌片状のレバー７８が螺子７９によって取り付けられている。したがって、ロッド７６が回転すると、レバー７８も一体に回転する。このレバー７８はその取付部位から給紙トレイ７０の上方側へ向けて傾斜しており、更にその先端部は円弧状に屈曲されている。また、レバー７８は板ばねでもあり、複写用紙１２の給紙方向側端部を押し上げる方向（給紙ローラ７２に接近する方向）への付勢力（弾性復元力）を有している。
【００２３】
また、この給紙トレイ７０の幅方向一側方（図４及び図５の矢印Ｙ2 方向）にはギヤードモータ１０が配置されている。ここで図１にはギヤードモータ１０の平面図が示されており、図２にはギヤードモータ１０の側面図が示されている。
【００２４】
これらの図に示されるように、ギヤードモータ１０はケース９２を備えている。このケース９２は蓋９４とケース本体９６とによって構成されており、ケース本体９６にはコードを介して電源（何れも図示省略）及びモータ制御装置１６０と接続された接続手段としてのコネクタ１５０が取り付けられている。また、ケース９２の内部には駆動手段としてのモータ９８が収容されている。このモータ９８からは駆動軸１００が突出されており、駆動軸１００にはウォームギヤ１０２が取り付けられている。一方、モータ９８の駆動軸１００とは逆側（図１及び図２の矢印Ｘ1 方向側）は、コネクタ１５０と接続されており、このコネクタ１５０を介して電源からの電力がモータ９８へ供給される。
【００２５】
また、ウォームギヤ１０２の側方には第１ギヤ１４０が配置されている。この第１ギヤ１０４は、ギヤ部１０６とギヤ部１０８とが同軸的且つ一体的に形成された二段ギヤとされており、その軸線方向がモータ９８の駆動軸１００の軸線方向に対して直角方向とされ、蓋９４及びケース本体９６の各々に形成された一対の軸受部（図示省略）に回転自在に軸支されている。この第１ギヤ１０４のギヤ部１０６は、ギヤ部１０８よりも大径とされており、ウォームギヤ１０２へ係合され、ウォームギヤ１０２の回転に連動して回転する。
【００２６】
この第１ギヤ１０４のウォームギヤ１０２とは逆側には、ギヤとしての第２ギヤ１１０が配置されている。この第２ギヤ１１０は、ギヤ部１１２とギヤ部１１４とが同軸的且つ一体的に形成された二段ギヤとされており、その軸線方向が第１ギヤ１０４の軸線方向に対して平行とされ、軸線方向両端部が蓋９４に形成された軸受部１１３とケース本体９６に形成された軸受部（図示省略）に回転自在に軸支されている。この第２ギヤ１１０のギヤ部１１２は、ギヤ部１１４及び第１ギヤ１０４のギヤ部１０８よりも大径とされており、第１ギヤ１０４のギヤ部１０８へ係合され、第１ギヤ１０４の回転に連動して回転する。
【００２７】
また、第２ギヤ１１０の側方には、第３ギヤ１１６が配置されている。この第３ギヤ１１６は、ギヤ部１１８とギヤ部１２０とが同軸的且つ一体的に形成された二段ギヤとされており、その軸線方向が第２ギヤ１１０の軸線方向に対して平行とされ、図２に示されるように、軸線方向両端部が蓋９４及びケース本体９６の各々に形成された一対の軸受部（図示省略）に回転自在に軸支されている。この第３ギヤ１１６のギヤ部１１８は、ギヤ部１２０及び第２ギヤ１１０のギヤ部１１４よりも大径とされており、第２ギヤ１１０のギヤ部１１４へ係合され、第２ギヤ１１０の回転に連動して回転する。
【００２８】
さらに、第３ギヤ１１６の側方には、出力軸１２２が配置されている。この出力軸１２２は軸線方向の一端がケース９２の内部に形成された軸受部（図示省略）に回転自在に軸支されている。一方、出力軸１２２の他端側はケース９２の蓋９４に形成された円孔１２４（図４参照）に回転可能に支持され、更に、端部が円孔１２４を貫通してケース９２の外方へ突出している。また、出力軸１２２の軸線方向中間部にはギヤ部１２６が形成されている。このギヤ部１２６は第３ギヤ１１６のギヤ部１２０よりも大径とされており、ギヤ部１２０へ係合され、第３ギヤ１１６の回転に連動して回転する。すなわち、出力軸１２２は第３ギヤ１１６、第２ギヤ１１０、及び第１ギヤ１０４を介して駆動軸１００に設けられたウォームギヤ１０２に接続されており、駆動軸１００の回転が第１ギヤ１０４乃至第３ギヤ１１６によって減速されつつ出力軸１２２へ伝達された出力軸１２２が回転する。
【００２９】
また、出力軸１２２のケース９２から突出した側の端部には係合手段としてのジョイント１３０が設けられている。このジョイント１３０は出力軸１２２よりも大径の円柱形状とされており、出力軸１２２に同軸的に嵌め込まれている。また、ジョイント１３０は出力軸１２２への嵌め込み状態で出力軸１２２に沿って摺動可能である。さらに、ジョイント１３０のケース９２とは逆側の端部には略十文字状のキー溝１３２が形成されている。このキー溝１３２の幅寸法はロッド７６の係合ピン７７の直径寸法に対応しており、給紙トレイ７０を複写機本体１４に装着状態で係合ピン７７をジョイント１３０のキー溝１３２へ嵌め込むことができる（図４参照）。
【００３０】
さらに、図２に示されるように、このジョイント１３０のケース９２の間の出力軸１２２の周囲には、圧縮コイルスプリング１３４が設けられている。この圧縮コイルスプリング１３４は一方の端部がケース９２に当接し、他方の端部がジョイント１３０に当接して、常にジョイント１３０をケース９２とは逆側へ向けて付勢している。これによって、係合ピン７７とキー溝１３２が正対しない状態（すなわち、そのままでは係合ピン７７がキー溝１３２に嵌合しない状態）で給紙トレイ７０が複写機本体１４へ装着され、ジョイント１３０が係合ピン７７によって押圧されると、圧縮コイルスプリング１３４の付勢力に抗してジョイント１３０（出力軸１２２）が移動すると共に、圧縮コイルスプリング１３４の付勢力によってジョイント１３０（出力軸１２２）、或いはロッド７６が僅かに回転する。これによって、確実に係合ピン７７をキー溝１３２へ嵌め込むことができる。なお、本実施の形態では、圧縮コイルスプリング１３４を出力軸１２２の周囲に設けた構成としたが、圧縮コイルスプリング１３４を給紙トレイ７０のロッド７６側に設け、ロッド７６を常にギヤードモータ１０側（すなわち、出力軸１２２側）へ付勢する構成としても構わない。この場合であっても同様の作用で確実に係合ピン７７をキー溝１３２へ嵌め込むことができる。また、本実施の形態では圧縮コイルスプリング１３４を用いた構成であるが、この圧縮コイルスプリング１３４は必須ではなく、例えば、出力軸１２２とロッド７６を歯車によって連結する場合には、圧縮コイルスプリング１３４を必要としない。
【００３１】
また、出力軸１２２の他端部にはティースワッシャ１３６が固定されており、ジョイント１３０の出力軸１２２からの抜けを防止している。
【００３２】
一方、第２ギヤ１１０には、金属等によって形成された導電性を有する薄肉板状のカムプレートとしてのカムプレート１４２が設けられている。このカムプレート１４２には円環状のリング部１４３が形成されており、さらに、リング部１４３の内周部には、径方向内側へ向けて突出した４箇所のパルス部１４４が所定間隔毎（所定角度毎）に形成されている。また、図３の第２ギヤ１１０を拡大した断面図に示されるように、パルス部１４４の径方向内側端部と、各パルス部１４４に対応したリング部１４３の外周部の一部は第２ギヤ１１０へ向けて屈曲されており、この部分がギヤ部１１２に形成された溝１１５を貫通した状態でかしめられている。これによって、カムプレート１４２がギヤ部１１２（第２ギヤ１１０）へ同軸的に固着される。
【００３３】
また、図１に示されるように、ケース９２の内側には一対のコンタクトプレート１４６、１４８が互いに平行に配置されている。これらのコンタクトプレート１４６、１４８は細幅板状とされており、導電性とバネ性を有している。図２に示されるように、コンタクトプレート１４８は長手方向中間部が蓋９４の裏面（内面）へ熱溶着されており、また、図示はしないが、コンタクトプレート１４６の長手方向中間部も蓋９４の裏面（内面）へ熱溶着されている。また、コンタクトプレート１４８は、長手方向一端側がケース本体９６の底部へ向けて湾曲されており、端部がカムプレート１４２のリング部１４３に接触している。同様に、コンタクトプレート１４６も、長手方向一端側がケース本体９６の底部へ向けて湾曲されており、端部がカムプレート１４２のパルス部１４４に接触している。ここで、第２ギヤ１１０が回転してカムプレート１４２が回転すると、コンタクトプレート１４８は常にリング部１４３に接触しているが、コンタクトプレート１４６は端部がパルス部１４４と対向した場合のみパルス部１４４に接触する。
【００３４】
これに対し、コンタクトプレート１４８の他端側は、ケース本体９６の底部へ向けて屈曲されており、コンタクトプレート１４８に対向配置されたコネクタ１５０と共に接続手段を構成するプリント基板１５２に接触している。これと同様に、コンタクトプレート１４６の他端側もまた、ケース本体９６の底部へ向けて屈曲され、プリント基板１５２に接触している。
【００３５】
このプリント基板１５２には、一方の面でコンタクトプレート１４６に接触し、その裏側の面でコネクタ１５０と接触してコネクタ１５０を介して電源とコンタクトプレート１４６とを接続させる導電性のパターンと、一方の面でコンタクトプレート１４８に接触し、その裏側の面でコネクタ１５０と接触してコネクタ１５０を介してコンタクトプレート１４８と複写機本体１４内に設置されている用紙残量算出手段としてのモータ制御装置１６０（図４及び図６参照）とを接続する導電性のパターン（いずれも図示省略）が印刷されている。
【００３６】
このモータ制御装置１６０は、複写機本体１４内に設置された複写機制御装置（図示省略）からの信号を受けてモータ９８へ駆動開始信号及び駆動停止信号を送信してモータ９８を駆動、或いは停止させると共に、モータ９８の駆動開始から停止までの間のコンタクトプレート１４８からのパルス信号を受け、この電気信号の受信回数を計数する。また、モータ制御装置１６０には、電気信号の計数回数から出力軸１２２の回転角度（すなわち、レバー７８の揺動角度）を導き出し、更に、出力軸１２２の回転角度から給紙トレイ７０内の複写用紙１２の残量を導き出すテーブルが記憶されている。さらに、このモータ制御装置１６０は、複写機本体１４の外部のパーソナルコンピュータ１６２に接続されており、パーソナルコンピュータ１６２へ導き出された複写用紙１２の残量情報を送信できる。
【００３７】
なお、このパーソナルコンピュータ１６２は、モータ制御装置１６０と接続されているのみならず、上述した複写機制御装置とも接続されており、パーソナルコンピュータ１６２のデータを複写機１１へ送信して複写機１１によってデータを印刷できるようになっている。すなわち、本複写機１１は、一般的な複写機の機能の他にパーソナルコンピュータ１６２のプリンタと兼用できるようになっている。
【００３８】
次に本実施の形態の作用について説明する。
本ギヤードモータ１０を適用した複写機１１では、まず、複写機本体１４から給紙トレイ７０を引き出して、給紙トレイ７０内に複写用紙１２を収容した後に給紙トレイ７０を再び複写機本体１４内へ挿入する。この際、給紙トレイ７０のロッド７６の係合ピン７７が圧縮コイルスプリング１０８をその付勢力に抗して圧縮させつつジョイント１３０のキー溝１３２に係合される。これにより、ロッド７６はジョイント１３０と連結される。この状態では、図７（Ａ）に示されるように、給紙トレイ７０へ収容された複写用紙１２と給紙ローラ７２が未だ離間した状態であり、この状態で給紙ローラ７２が回転しても複写用紙１２を給紙することはできない。
【００３９】
この状態で、ギヤードモータ１０がモータ制御装置１６０からの駆動開始信号を受けると、モータ９８が駆動されて駆動軸１００が正転される。駆動軸１００の回転は、第１乃至第３ギヤ１０４、１１０、１１６を介して減速されつつ出力軸１２２へ伝達され、これによって、出力軸１２２が所定角度回転される。また、駆動軸１００の回転が第１ギヤ１０４を介して第２ギヤ１１０へ伝達されて第２ギヤ１１０が回転すると、第２ギヤ１１０の回転に伴ってカムプレート１４２が回転する。ここで、カムプレート１４２の回転状態では、カムプレート１４２のパルス部１４４とコンタクトプレート１４６の端部とが対向した場合にのみコンタクトプレート１４６とコンタクトプレート１４８とがカムプレート１４２を介して導通される。したがって、カムプレート１４２の回転状態では、断続的にパルス部１４４とコンタクトプレート１４８の端部とが接触し、これによって、パルス信号がモータ制御装置１６０へ送信される。モータ制御装置１６０では、このパルス信号のパルス数を計数する。
【００４０】
モータ９８が作動して出力軸１２２が回転するとジョイント１３０を介して出力軸１２２へ連結されているロッド７６が回転し、これにより、レバー７８が図６の矢印Ａ方向へ回転され、複写用紙１２の給紙方向側端部が給紙ローラ７２による給紙位置まで押し上げられる（図７（Ｂ）図示状態）。なお、複写用紙１２が給紙位置まで押し上げられると、図示しない用紙位置検出手段によってこの状態が検出されてギヤードモータ１０のモータ９８が停止され、給紙可能状態となる。また、モータ制御装置１６０ではモータ９８が停止するまでの間に受信したパルス信号のパルス数から給紙トレイ７０内に収容されている複写用紙１２の残量が導き出される。
【００４１】
すなわち、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示されるように、給紙トレイ７０内に収容された複写用紙１２の枚数が少ない場合（図７（Ｂ）図示状態）には、給紙トレイ７０内に収容された複写用紙１２の枚数が多い場合（図７（Ｃ）図示状態）よりも複写用紙１２をより高い位置まで押し上げないと最上段の複写用紙１２が給紙位置に達しないため、複写用紙１２の収容枚数が少ない場合では収容枚数が多い場合よりもレバー７８の揺動角度が大きい。したがって、レバー７８の揺動角度を得ることにより給紙トレイ７０内の複写用紙１２の枚数を得ることができる。ここで、レバー７８の揺動角度は、すなわち、ロッド７６の回転角度であり、出力軸１２２の回転角度である。また、出力軸１２２の回転角度は、第３ギヤ１１６を介して接続された第２ギヤ１１０の回転数、すなわち、カムプレート１４２の回転数に比例する。このことから、カムプレート１４２の回転数（すなわち、パルス信号のパルス数）、レバー７８の揺動角度、及び給紙トレイ７０内に収容された複写用紙１２の枚数の対比テーブルを予め作成し、モータ制御装置１６０に予め記憶させておくことによってモータ９８が停止された状態での複写用紙１２の残量が容易に導き出される。ここで導き出された複写用紙１２の残量情報は、パーソナルコンピュータ１６２へ適宜送信され、これによってパーソナルコンピュータ１６２のモニタ上で複写用紙１２の残量を確認できる。
【００４２】
この状態で、複写機１１のカバー１６の下面とプラテンガラスの上面との間に複写原稿をセットして複写機１１を作動させるか、或いは、パーソナルコンピュータ１６２のデータを複写機制御装置へ送信すると共にパーソナルコンピュータ１６２から複写機制御装置へ印刷命令を送信して複写機１１を作動させると、給紙ローラ７２によって複写用紙１２が処理部４４へ送り込まれる。これと同時に、感光ドラム４６の表面が帯電器４８によって均一に帯電された後、露光部３２によって露光される。これにより、感光ドラム４６の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像部５０によってトナー粒子が電荷に応じて付着して現像され、転写器５４によってトナー画像が複写用紙１２の表面に転写される。転写後、分離器５８によって密着状態にある複写用紙１２が感光ドラム４６の表面から分離される。分離後、搬送ローラ６２によって複写用紙１２が定着部６４に搬送される。定着部６４では、加圧ローラ６６及び定着ローラ６８によって、トナー画像が複写用紙１２の表面に定着される。これにより、複写原稿の画像、或いは、パーソナルコンピュータ１６２から送信されたデータが複写用紙１２の表面に複写又は印刷される。
【００４３】
この状態から、連続して複写し続けることにより複写用紙１２の枚数が減ると、用紙位置検出用手段によって複写用紙１２の位置が検出されるので、モータ制御装置１６０によってモータ９８への給電が再び開始される。これによって、複写用紙１２の給紙方向側端部がレバー７８によって給紙位置まで押し上げられる。
【００４４】
ここで、この場合にもモータ制御装置１６０においてモータ９８が作動を開始してから停止するまでの間のパルス信号のパルス数が計数される。これによってモータ９８停止状態での給紙トレイ７０内の複写用紙１２の残量が導き出され、この複写用紙１２の残量情報がパーソナルコンピュータ１６２へ適宜送信される。
【００４５】
ここで、本ギヤードモータ１０は、カムプレート１４２、コンタクトプレート１４６、１４８がケース９２の内部に収容されているため、装置全体がコンパクトになる。
【００４６】
また、カムプレート１４２が固着されている第２ギヤ１１０と出力軸１３６との間には第３ギャ１１６が介在しているため、仮に、給紙トレイ７０を複写機本体１４にセットする際に、ジョイント１３０とロッド７６との連結時の衝撃が発生しても、この衝撃が第３ギヤ１１６にて吸収されて第２ギヤ１１０まで伝搬されることはない。このため、カムプレート１４２とコンタクトプレート１４６、１４８との相対的な位置関係が変化することはなく、常に良好な複写用紙１２の残量情報をパーソナルコンピュータ１６２へ送信できる。
【００４７】
さらに、電源からのコードとモータ９８とを接続するコネクタ１５０にコンタクトプレート１４６、１４８が接続されているため、コンタクトプレート１４６との電源とを別のコードで接続する必要がなく、コード配線の簡素化を図ることができる。
【００４８】
また、カムプレート１４２やコンタクトプレート１４６、１４８がケース９２の内部に収容されているため、仮に、複写機本体１４内にトナーが飛散した場合でも、飛散したトナーがカムプレート１４２やコンタクトプレート１４６、１４８へ付着することがなく、この意味でも常に良好に複写用紙１２の残量を検知できる。
【００４９】
さらに、本ギヤードモータ１０では、モータ９８の駆動軸１００の回転を第１乃至第３ギヤ１０４、１１０、１１６によって減速しつつ出力軸１２２へ伝達する構成であるため、第２ギヤ１１０の回転速度は出力軸１２２の回転速度よりも速く、モータ９８が駆動を開始して停止するまでの間の出力軸１２２の回転量よりも、第２ギヤ１１０の回転量の方が大きい。したがって、従来のスリット板のスリットの本数とカムプレート１４２のパルス部１４４の数が同一であれば、モータ９８が駆動を開始してから停止するまでの間のパルス信号のパルス数を本ギヤードモータ１０の方が多い。このため、複写用紙１２の残量の検出精度を容易に向上できる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、コンタクトプレート１４６、１４８の端部を屈曲させてプリント基板１５２の一方の面に形成されたパターンと接触させると共に、プリント基板１５２のその裏面に形成されたパターンをコネクタ１５０へ接触させることにより、コンタクトプレート１４６、１４８とコネクタ１５０とを導通させていたが、コンタクトプレート１４６、１４８とプリント基板１５２のパターンとの導通方法はこれに限るものではない。例えば、図８に示されるように、コンタクトプレート１４６、１４８の端部がプリント基板１５２を貫通し、カムプレート１４２とは逆側の面（すなわち、裏面）でコンタクトプレート１４６、１４８とプリント基板１５２とを半田付けし、この半田部１８２を介してコンタクトプレート１４６、１４８とプリント基板１５２のパターンとを導通させてもよい。また、図９に示されるように、プリント基板１５２を貫通すると共に、プリント基板１５２のカムプレート１４２とは逆側の面でプリント基板１５２へ半田付けされた一対のリード線１９２を各コンタクトプレート１４６、１４８の端部に半田付けしてコンタクトプレート１４６、１４８とプリント基板１５２のパターンとを導通させてもよい。さらに、図１０に示されるように、各コンタクトプレート１４６、１４８の他端側を、プリント基板１５２とケース本体９６の底部との間を通過させた状態で屈曲させ、プリント基板１５２のカムプレート１４２とは逆側の面（すなわち、裏面）でコンタクトプレート１４６、１４８の端部とプリント基板１５２とを接触させ、コンタクトプレート１４６、１４８とプリント基板１５２のパターンとを導通させてもよい。以上の態様の場合では、プリント基板１５２へのパターン印刷がプリント基板１５２の一方の面だけでよいため、コストの低減を図ることができる。
【００５１】
さらに、本実施の形態では、カムプレートを金属等の導電性を有する部材で形成したカムプレート１４２とした構成であったが、カムプレートの構成はこれに限るものではない。例えば、図１１に示されるように、樹脂材等の非導電性の材料によって第２ギヤ１１０に固定可能な基板２０４を形成し、この基板２０４に第２ギヤ１１０の回転状態ではコンタクトプレート１４６の端部が断続的に接触し、コンタクトプレート１４８の端部が永続的な接触する導電性のパターン２０６を印刷したカムプレート２０２をカムプレート１４２に代えて適用してもよく、さらには、第２ギヤ１１０へパターン２０６と同様のパターンを直接印刷した構成であってもよい。
【００５２】
また、本実施の形態では、複写機１１がパーソナルコンピュータ１６２のプリンタを兼ねた態様であり、給紙トレイ７０内の複写用紙１２の残量情報を複写機１１外部のパーソナルコンピュータ１６２へ送信する構成であったが、複写機１１の構成や複写用紙１２の残量情報の送信先（提供先）はこれに限るものではない。例えば、複写機１１が、ファクシミリとの兼用機、或いは複写機能しか持たない構成であってもよく、このような構成であっても、例えば、複写機１１の操作盤等に複写用紙１２の残量情報を表示する構成とすれは、給紙トレイ７０を複写機本体１４から外さずに複写用紙１２の残量を確認することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の給紙装置用駆動装置では、カムプレートやコンタクトプレートがケースの内部に配置されているため、装置の全体的な形状をコンパクトにすることができ、しかも、カムプレートやコンタクトプレートへの異物の付着を防止でき、異物付着による誤作動を防止できる。
【００５４】
また、請求項２記載の給紙装置用駆動装置では、請求項１記載の給紙装置用駆動装置において、駆動手段駆動時におけるギヤの回転速度を給紙装置の被駆動軸の回転速度よりも速く設定したため、ギヤに設けられたカムプレートの単位時間当たりの回転量が出力軸の単位時間当たりの回転量よりも多くなり、用紙残量の算出精度を容易に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置の平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置の側面図である。
【図３】ギヤを拡大した側面断面図である。
【図４】給紙装置用駆動装置を給紙装置に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置を適用した複写機の側面図である。
【図６】複写機の構成の概略を示す正面図である。
【図７】給紙装置に用紙が収容された状態を示す正面図で、（Ａ）は給紙装置用駆動装置の駆動前の状態を示し、（Ｂ）は給紙装置用駆動装置の駆動後の状態を示し、また、（Ｃ）は（Ｂ）の状態よりも多くの用紙が収容された場合の給紙装置用駆動装置の駆動後の状態を示す。
【図８】本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置の変形例を示す平面図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置の別の変形例を示す平面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置の別の変形例を示す平面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る給紙装置用駆動装置の別の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０ ギヤードモータ（給紙装置用駆動装置）
７０ 給紙トレイ（給紙装置）
７６ ロッド（被駆動軸）
９２ ケース
９８ モータ（駆動手段）
１１０ 第２ギヤ（ギヤ）
１２２ 出力軸
１３０ ジョイント（係合手段）
１４２ カムプレート
１４６ コンタクトプレート
１５０ コネクタ（接続手段）
１５２ プリント基板（接続手段）
１６０ モータ制御装置（残量検出手段）
Claims (2)
- ケースの内部に回転自在に軸支され、駆動手段からの駆動力を受けて回転するギヤと、
軸線方向一端側が前記ケースから突出した状態で前記ケースの内部に回転自在に軸支されると共に、前記ギヤに噛合され前記駆動力を前記ケースの外部へ出力する出力軸と、
前記出力軸の前記軸線方向一端側に前記出力軸に沿って所定範囲移動可能に設けられ、前記ケースの外部に配設された給紙装置の被駆動軸に係合可能な係合手段と、
前記ケースの内部に配置された導電性のコンタクトプレートと、
前記ギヤに設けられ、前記ギヤの回転状態で前記コンタクトプレートに断続的に接触して前記コンタクトプレートを導通させるカムプレートと、
前記コンタクトプレートの導通回数を計数して前記給紙装置に収容された用紙の残量を検出する残量検出手段と前記コンタクトプレートとを接続する接続手段と、
を備える給紙装置用駆動装置。 - 前記駆動手段駆動時における前記ギヤの回転速度を、前記給紙装置の被駆動軸の回転速度よりも速く設定したことを特徴とする請求項１記載の給紙装置用駆動装置。
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