JP4099717B2 - 被記録媒体供給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置と、その装置本体に被記録媒体を供給する被記録媒体供給装置に関する。

被記録媒体供給装置としての給紙装置のなかには、複数枚の用紙が積層状に載置される載置板と、駆動モータ（例えばＤＣモータやステッピングモータなど）からの駆動力を受けて回動し上記載置板を押し上げる押上げ部材とを備えて構成されたものがある。このものでは、載置板に載置された最上位の用紙の高さ位置を検出しつつ駆動モータに駆動電流を供給し、この最上位の用紙の高さが画像形成装置本体側の給紙口に対応した所定の位置になったとき駆動モータへの駆動電流の供給を停止するオンオフ制御が行われるようになっている。このような構成は、載置板上用紙の載置量の変動にかかわらず、常時、最上位の用紙の高さを上記供給口に対応した位置になるようにするためである。このような構成は例えば下記特許文献１，２に開示されている。
特開平５−２０８７３４号公報 特開平８−７３０５５号公報

ところで、駆動モータからの駆動力による押上げ部材の押上げ速度は、載置板に載置されている用紙の載置量によって異なる。具体的には、用紙の載置量が少ない場合の方が、多い場合に比べて押上げ速度は速くなる。従って、上記構成のように最上位の用紙が上記所定の高さに至ったときに駆動モータへの駆動電流を停止するものでは、用紙の載置量の変動によって駆動電流の停止時から最終的に停止するまでの載置板の変位量にバラツキが生じる。このことは、載置板上の用紙の載置量の変動によって、最上位の用紙の高さにバラツキが生じることを意味し、用紙の安定した供給動作が行えなくなるという問題があった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、載置板上の被記録媒体の載置量の変動による最上位の被記録媒体の高さのバラツキを抑制することが可能な被記録媒体供給装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、被記録媒体に画像を形成する画像形成装置本体に前記被記録媒体を供給する被記録媒体供給装置であって、前記被記録媒体が積層状に載置されるとともに上下動可能に支持された載置板と、駆動モータからの駆動力を受けて前記載置板を上昇させ、当該載置板に載置された最上位の被記録媒体を所定の目標高さにさせるための上昇機構と、前記駆動モータからの駆動力に基づき前記載置板を押し上げる力を抑制する押圧力であって、かつ、前記載置板の上昇に伴って大きくなる押圧力を前記載置板または前記上昇機構に与える押圧手段とを備え、前記上昇機構は、前記駆動モータからの駆動力を伝達するためのギアを有する伝達機構と、その伝達機構からの伝達力によって回動する回転軸体と、その回転軸体に設けられ当該回転軸体を中心に回動し前記載置板を下方から当接しつつ押し上げる押上げ部材とを備えて構成され、前記押圧手段は、前記載置板を上昇させる方向に回動する前記ギアに対して、その回動力に抗して弾性変形する弾性部材を備えて構成されていることを特徴とする。
なお、本発明で、上記「被記録媒体供給装置」は、画像形成装置本体に対して着脱できないものであっても、着脱可能に装着されるものであってもよい。
また、「駆動モータ」は、画像形成装置本体側に設けられた構成であっても、被記録媒体供給装置側に設けられた構成であってもよい。
また、「被記録媒体」には、紙以外に、ＯＨＰシートなどであってもよい。

請求項２の発明は、被記録媒体に画像を形成する画像形成装置本体に前記被記録媒体を供給する被記録媒体供給装置であって、前記被記録媒体が積層状に載置されるとともに上下動可能に支持された載置板と、駆動モータからの駆動力を受けて前記載置板を上昇させ、当該載置板に載置された最上位の被記録媒体を所定の目標高さにさせるための上昇機構と、前記駆動モータからの駆動力に基づき前記載置板を押し上げる力を抑制する押圧力であって、前記載置板に載置されている被記録媒体の総載置重量との合算量が、その総載置重量の相違にかかわらず、前記最上位の被記録媒体が同一高さに位置する場合において常に一定となる押圧力を前記載置板または前記上昇機構に与える押圧手段とを備え、前記上昇機構は、前記駆動モータからの駆動力を伝達するためのギアを有する伝達機構と、その伝達機構からの伝達力によって回動する回転軸体と、その回転軸体に設けられ当該回転軸体を中心に回動し前記載置板を下方から当接しつつ押し上げる押上げ部材とを備えて構成され、前記押圧手段は、前記載置板を上昇させる方向に回動する前記ギアに対して、その回動力に抗して弾性変形する弾性部材を備えて構成されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記弾性部材は、前記回転軸体と一体的に回動する直結ギアと当接することによって弾性変形することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記弾性部材は、更に、前記伝達機構と前記駆動モータとの連結が解除された状態で、前記押上げ部材を降下させる方向に回動する前記ギアに対して、その回動力に抗して弾性変形し前記押上げ部材を前記記録媒体供給本体の底面から離間した位置に保持する構成になっていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のものにおいて、前記弾性部材は、前記回転軸体に巻回されたコイルバネであって、その両端部は、前記ギアに設けられた係合部位と前記被記録媒体供給装置本体側に設けられた係合部位との間に挟まれており、前記載置板を上昇させる方向に回動させる際にねじり変形する構成になっていることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５記載のものにおいて、前記コイルバネは、前記両端部が、前記ギアの係合部位と前記被記録媒体供給装置本体側の係合部位とにそれぞれ固定され、かつ、前記伝達機構と前記駆動モータとの連結が解除された状態で、前記コイルバネによって前記押上げ部材が前記被記録媒体供給装置本体の底面から離間した位置に保持される構成になっていることを特徴とする。

請求項７の発明は、被記録媒体に画像を形成する画像形成装置本体と、その画像形成装置本体に前記被記録媒体を供給する被記録媒体供給装置とを備えた画像形成装置において、前記被記録媒体供給装置は、上記請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の被記録媒体供給装置であって、前記画像形成装置本体側または前記被記録媒体供給装置に、当該被記録媒体供給装置の上昇機構に駆動力を与える駆動モータ装置と、被記録媒体供給装置の載置板に載置された最上位の被記録媒体を所定の目標高さにさせるよう前記駆動モータ装置を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

＜請求項１及び請求項７の発明＞
本構成によれば、押圧手段によって、駆動モータからの駆動力に基づき載置板を押し上げる力を抑制するとともに載置板の上昇に伴って大きくなる押圧力が載置板または上昇機構に付与される。
ここで、最上位の被記録媒体が所定の目標高さに対応する位置に至ったとき、載置板は、被記録媒体の載置量が多い場合より少ない場合の方がより高い位置に上昇する。また、上記発明の解決課題の欄で述べたように、被記録媒体の載置量が少ない場合の方が多い場合に比べて載置板の押上げ速度は速くなる。従って、本構成では、載置板を押し上げる力を抑制する押圧力は、載置量が多く押し上げ速度が遅い場合によりも載置量が少なく押し上げ速度が速い場合の方が大きくなる。これにより、載置板上の被記録媒体の載置量の変動による最上位の被記録媒体の高さのバラツキを抑制することが可能となる。しかも、押圧手段は、駆動モータからの駆動力を回転軸体に伝達するための伝達機構のギアに弾性部材を設けた構成であるから、比較的に簡単な構成で押圧手段を実現することができる。

＜請求項２の発明＞
本構成によれば、載置板に載置されている被記録媒体の総載置重量の相違にかかわらず、その総載置重量との合算量が、最上位の被記録媒体が同一高さに位置する場合において常に一定となる押圧力が載置板または上昇機構に付与される。つまり、被記録媒体が載置された載置板に対して上下方向にかかる力（駆動モータからの駆動力に基づく押し上げ力、総載置重量、押圧力）の合力は、最上位の被記録媒体が同一高さにある状態において被記録媒体の総載置重量にかかわらず、常に一定となる。従って、被記録媒体の載置量にかかわらず載置板は常に同じ速度で上昇することになり、これにより、載置板上の被記録媒体の載置量の変動による最上位の被記録媒体の高さのバラツキを抑制することが可能となる。しかも、押圧手段は、駆動モータからの駆動力を回転軸体に伝達するための伝達機構のギアに弾性部材を設けた構成であるから、比較的に簡単な構成で押圧手段を実現することができる。

＜請求項３の発明＞
例えば駆動モータからの駆動力を伝達する伝達機構が複数のギアからなる減速機構によって構成されている場合、回転軸体、即ち押上げ部材と一体的に回動する直結ギア（最終段のギア）は、載置板の上下動範囲において回転数が１回転未満となる。従って、本構成では、弾性部材は、上記直結ギアと当接し、その回動力に抗して弾性変形する構成としたから、複数回以上回転するギアに弾性部材を設けた構成に比べて、弾性部材の反発力をリニア状に変化させることができ、載置板の上下動範囲内において上記請求項１または請求項２を満たすような押圧力を安定して付加することが可能になる。

＜請求項４の発明＞
例えば、画像形成装置本体に着脱可能に装着される被記録媒体供給装置であって、その画像形成装置本体から離脱させる際に、駆動モータと伝達機構との連結が解除される構成のものがある。この場合、駆動モータと伝達機構の連結解除により押上げ部材が急落下し、被記録媒体供給装置本体の底面に激しく衝突し不快音が生じることがある。
そこで、本構成では、伝達機構と駆動モータとの連結が解除された状態で、弾性部材によって押上げ部材が被記録媒体供給本体の底面から離間した位置に保持される構成とした。これにより、弾性部材の反発力によって押上げ部材の落下速度が減速され、押上げ部材と被記録媒体供給装置本体との衝突力を抑制し、不快音の軽減を図ることができる。また、載置板と押上げ部材との衝突も上記弾性部材によって抑制することができる。

＜請求項５の発明＞
本構成によれば、押圧手段として、弾性部材としてのコイルバネを回転軸体に巻回した構成であるから、小スペースに押圧手段のための構成を設けることができる。

＜請求項６の発明＞
本構成によれば、上記押圧手段と、伝達機構及び駆動モータの連結解除の際の載置板の落下速度の抑制手段とを１つのコイルバネで実現することができる。

本発明を画像形成装置としてのレーザプリンタに適用した一実施形態について図１ないし図７を参照しつつ説明する。
１．レーザプリンタの構成
図１は、本発明の一実施形態に係るレーザプリンタ１の側面断面概略図である。レーザプリンタ１は、両面印刷可能な電子写真方式のレーザプリンタとして構成されている。このレーザプリンタ１は、同図に示すように、被記録媒体としての用紙３を給紙するための分離給送部７や、給紙された用紙３に所定の画像を形成するための画像形成手段としての画像形成部５などを備えている。
なお、以下の説明では、用紙３の搬送方向上流側または下流側を、単に「上流側」または「下流側」という場合がある。また、図１における左側を装置前方として、各部材の位置関係等を説明することがある。

（１）給紙部分
（ａ）給紙カセットの全体構成
図１に示すように、本体２内の底部には、上面が開放されたボックス形状の給紙カセット６（本発明の「被記録媒体供給装置（給紙装置）」に相当）が装着される。給紙カセット６の一端側の端部（前端部）に位置を合わせて、前記分離給送部７が設けられている。給紙カセット６の内部には用紙押圧板（本発明の「載置板」に相当）８が設けられており、この用紙押圧板８上に用紙３を積層状に載置可能としている。用紙押圧板８は、積層状の用紙３を挟んで前記分離給送部７と反対側に配設されている。

給紙カセット６は後述するように本体２（本発明の「画像形成装置本体」に相当）にスライド自在に支持され、給紙カセット６を前方に引き出す（開く）ことで用紙押圧板８の部分を外部に露出させ、この状態で用紙３を用紙押圧板８上にセットし、その状態で給紙カセット６を前方から後方へ押し込んでスライドさせることで給紙カセット６を本体２にセットして閉じることができるように構成している。また、給紙カセット６を前方にスライドさせて引き出すことで、給紙カセット６を本体２から取り外すことも可能になっている。

前記分離給送部７の下流側には、第１ローラ１１、第２ローラ１２、第３ローラ１３が上流から下流に向かって順番に設けられる。第３ローラ１３の下流側には、一対のレジストローラ１４が設けられる。

上記第１〜第３ローラ１１〜１３のそれぞれに対向するようにして、紙粉取りローラ２１〜２３が設けられる。この紙粉取りローラ２１〜２３は、表面が帯電し易いローラ（例えばフッ素樹脂からなるローラ、あるいは、表面がフッ素コートされたローラ等）で構成されており、用紙３に付着する紙粉を静電吸着して除去し、後述する画像形成部５のトナーに紙粉が混入して画像品質を低下させることを防止している。

（ｂ）分離給送部
前記分離給送部７は、給紙ローラ１０（本発明の「搬送ローラ」に相当）と、給紙ローラ１０の下流側に配置される分離ローラ９と、この分離ローラ９に対向する分離パッド９ａとを備えている。給紙ローラ１０及び分離ローラ９は本体２側に、分離パッド９ａは給紙カセット６側に、それぞれ設けられている。分離パッド９ａには付勢バネ９ｂが設けられており、当該付勢バネ９ｂの弾発力によって、分離パッド９ａが分離ローラ９に対し押圧されるように構成している。

具体的には、前記分離ローラ９は駆動軸５４に一体的に固着され、この駆動軸５４に駆動力が伝達されることによって、分離ローラ９が回転駆動するように構成されている。また、この駆動軸５４の軸線回りに揺動自在となるように支持アーム６４が取り付けられ、この支持アーム６４の遊端側に給紙ローラ１０が回転自在に支持されている。本実施形態では、支持アーム６４は、付勢バネ等で付勢されておらず、遊端側の給紙ローラ１０が、用紙押圧板８に載置された用紙３の最上位（最上層）の用紙３の上面前端部に対して自重により上方から当接している。一方、用紙押圧板８の上には、図１に示すように、用紙３を積層状にスタック可能とされている。用紙押圧板８は、分離ローラ９に対して遠い方の端部（後端部）において揺動可能に支持されることによって、近い方の端部（前端部）を上下方向に移動可能としている。従って、支持アーム６４は、用紙押圧板８の上下動に伴って駆動軸５４を中心に上下に揺動するようになっている。

前記分離ローラ９の下方位置において、給紙カセット６には回転軸１５（本発明の「回転軸体」に相当）が支持されている。この回転軸１５にはＬ字状の押動部材１６（本発明の「押上げ部材」に相当）が固着されて、この押動部材１６の先端は用紙押圧板８の下方に差し込まれている。この回転軸１５は、後述するように駆動モータとしてのＤＣモータ７０や歯車列等からなる押圧板駆動ユニット６８（図２，図３で図示）によって駆動可能である。この押圧板駆動ユニット６８によって回転軸１５が駆動されることで、図１に示す押動部材１６が用紙押圧板８の下面を上方へ押し上げ、用紙押圧板８を、分離給送部７から遠い側の端部（後端部）を支点として上側に回動させる。この結果、用紙押圧板８の前端部は、分離給送部７に対し近接する方向に移動する。

図１において、用紙押圧板８の上に積層された用紙３は、その用紙押圧板８が前記押圧板駆動ユニット６８によって上方へ駆動されることで、給紙ローラ１０に対し押圧される。そして最上位の用紙３が、前記給紙ローラ１０の駆動により、分離ローラ９側に送られて分離パッド９ａと分離ローラ９との間に挟まれた後、それらの協動により、一枚ごとに分離されて給紙される。

また、前記給紙ローラ１０を支持する前述の支持アーム６４の近傍には、検出センサ６６（本発明の「検出手段」に相当）が設けられている。この検出センサ６６は、例えば給紙ローラ１０が所定の目標高さに対応する高さよりも低い位置にあるときにオフ信号を出力し、給紙ローラ１０が所定の目標高さに達したときにオン信号を出力する構成になっている。なお、所定の目標高さとは、例えば最上位の用紙３が分離ローラ９及び分離パッド９ａ間に正常に給紙される高さをいう。

この検出センサ６６は、用紙押圧板８上の最上位の用紙３の位置を検出することによって、当該用紙押圧板８上の前記用紙３の積層量の減少を検出するためのものである。即ち、分離給送部７が駆動され用紙３が一枚ずつ次々と給送されることによって、用紙押圧板８上の用紙３の積層量が減少すると、前記最上位の用紙３に上方から接触する前記給紙ローラ１０は、徐々に下降していく。検出センサ６６は、給紙ローラ１０が所定の目標高さに対応する高さよりも低い位置に下降すると（即ち、検出された最上位にある用紙３の位置が所定の目標高さより低くなると）、検出センサ６６からオフ信号が例えば押圧板駆動ユニット６８内の制御部（図示せず）に与えられる。この制御部は、これをもって用紙押圧板８上の用紙３の積層量が減ったものと判断し、所定のタイミングでＤＣモータ７０に駆動電流を流して駆動させ用紙押圧板８を上昇駆動させる。

そして、制御部は、給紙ローラ１０が所定の目標高さに対応する高さに達して検出センサ６６からオン信号を受けたことをもって、用紙押圧板８上の最上位の用紙３が所定の目標高さに達したものと判断し、ＤＣモータ７０への駆動電流の供給を止めて駆動を停止させる。検出センサ６６は、例えば磁気センサや光電センサ等で構成することができる。例えば、反射型光電センサであれば、給紙ローラ１０が所定の目標高さに対応する高さに位置したときに、投光部から出射され給紙ローラ１０の所定部位で反射して受光部に受光される光の受光量が所定の閾値以上になるように設けた構成であってもよい。

分離給送部７によって給紙された用紙３は、第１〜第３ローラ１１〜１３に受け継がれて搬送され、レジストローラ１４に送られる。レジストローラ１４は１対のローラから構成されており、用紙３を所定のレジスト後に画像形成部５に送る構成としている。

（ｃ）マルチパーパストレイ
図１に示すように、レーザプリンタ１の前部には、任意のサイズの用紙３を積層可能なマルチパーパストレイ１７を、開閉自在に備えている。なお、以下の説明において、「マルチパーパス」を「ＭＰ」と略称する。ＭＰトレイ１７の近傍には、当該ＭＰトレイ１７上に積層される用紙３を給紙するための、ＭＰ給紙ローラ１８を備えている。また、ＭＰ給紙ローラ１８に対向するようにＭＰ分離パッド１８ａが設けられ、このＭＰ分離パッド１８ａは、付勢バネ１８ｂによって、ＭＰ給紙ローラ１８に対し押圧されている。

なお、装置前面には第１蓋７１が回動自在に取り付けられており、ＭＰトレイ１７を使用しないときは、ＭＰトレイ１７及び第１蓋７１を閉じた状態とし、すっきりした装置前面の印象を見る者に与えるとともに、内部のＭＰ給紙ローラ１８やＭＰ分離パッド１８ａ等を保護できるようになっている。

この構成で、図１に示すＭＰトレイ１７上に載置された用紙（図示せず）は、ＭＰ給紙ローラ１８とＭＰ分離パッド１８ａとの間に挟まれた後、それらの協動により、一枚ずつ分離されて給紙される。給紙された用紙は、第２・第３ローラ１２，１３によって、レジストローラ１４に送られる。

（２）画像形成部
次に画像形成部５について説明する。この画像形成部５は、スキャナ部２４、プロセスカートリッジ２５、定着部２６などを備えている。

（ａ）スキャナ部
スキャナ部２４は、本体２内の上部に設けられるものであって、図示しないレーザ発光部や、回転駆動されるポリゴンミラー３７や、レンズ３８や反射鏡３９等を備える。この構成で、図示しない発光部からの所定の画像データに基づくレーザビームは、図１で鎖線で図示するようにスキャナ部２４内部で通過あるいは反射させた後、次述するプロセスカートリッジ２５の感光ドラム２７の表面上に高速走査にて照射させている。

（ｂ）プロセスカートリッジ
プロセスカートリッジ２５は、スキャナ部２４の下方に配設され、本体２に対して着脱自在に装着される。このプロセスカートリッジ２５は、感光体としての感光ドラム２７やそれに対向配置される転写ローラ２８を備えるほか、図示しないが、スコロトロン型帯電器、トナー収容部、現像手段としての現像ローラ、層厚規制ブレード、トナー供給ローラなどを備えている。なお、本体２の上部前側には第２蓋７２が回動自在に設けられ、この第２蓋７２を開くことで、前記プロセスカートリッジ２５を本体２に装着したり取り外したりすることができる。

上記トナー収容部には、現像材として、正帯電性の非磁性一成分の重合トナーが充填されており、そのトナーが、図示しない現像ローラに一定厚さの薄層として担持される。一方、図１に示す感光ドラム２７は前記現像ローラと対向状に回転可能に配設されており、ドラム本体が接地されるとともに、その表面がポリカーボネート等から構成される正帯電性の感光層により形成されている。

そして、感光ドラム２７の表面は、感光ドラム２７の回転に伴って、前記スコロトロン型帯電器により一様に正帯電された後、スキャナ部２４からのレーザビームの高速走査により露光され、所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。その後に感光ドラム２７が現像ローラと対向したときに、この現像ローラ上に担持されかつ正帯電されているトナーが、前記感光ドラム２７の表面に形成される静電潜像（すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム２７の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている部分）に供給され、選択的に担持されることによって、可視像化され、これによって現像が達成される。

転写ローラ２８は、感光ドラム２７の下方で転写ローラ２８に対向しながら、プロセスカートリッジ２５に回転自在に支持される。感光ドラム２７上に担持されたトナーで形成された画像（トナー画像）は、用紙３が感光ドラム２７と転写ローラ２８との間を通る間に、用紙３に転写される。トナー画像が転写された用紙３は、図示しない搬送ベルト等によって、以下に述べる定着部２６に搬送される。

（ｃ）定着部
定着部２６は、プロセスカートリッジ２５より下流側に配設されるヒートローラ３１と、このヒートローラ３１に対向する押圧ローラ３２と、両ローラ３１・３２の下流側に設けられる搬送ローラ３３を備えている。

ヒートローラ３１は金属製で、加熱のためのハロゲンランプを内蔵している。この構成で、プロセスカートリッジ２５において用紙３に転写されたトナーを、用紙３がヒートローラ３１と押圧ローラ３２との間を通過する間に熱定着させることができる。その後、その用紙３を定着部２６の搬送ローラ３３によって、本体２に設けられた排紙ローラ３５に搬送するようにしている。用紙３は排紙ローラ３５によって搬送された後、本体２の上面に形成された排紙トレイ３６上に、排紙口４０を経由して排紙される。

（３）両面画像形成のための構成
なお、このレーザプリンタ１には、用紙３の両面に画像を形成するための再搬送ユニット（補助スライドユニット）４１が、給紙カセット６の上方に挿入されるようにして、本体２に着脱自在に装着されている。本体２内の後部上方、及び前記再搬送ユニット４１には、両面印刷時に用紙３を画像形成部５に対して再び送るための再搬送経路４２が形成されている。

以上の構成のレーザプリンタ１で両面印刷を行うには、画像形成部５に用紙３を通過させ、その表面にいったん画像を形成して排紙ローラ３５まで搬送する。その後、用紙３を挟持した状態で排紙ローラ３５を逆転させて、用紙３を再搬送経路４２を経由して画像形成部５に再び送り、用紙３の裏面に再度画像を形成する。なお、再搬送ユニット４１は装置後方にスライドして引出し可能とされており、再搬送経路４２に用紙３が詰まったときのジャム処理を容易にしている。

（４）ＤＣモータからの駆動力を給紙カセットに伝達するための伝達機構
（ａ）本体側の構成
図２の正面断面図に示すように、レーザプリンタ１の本体２は、板金製のフレーム６３Ｌ，６３Ｒを装置の左右側に備える。なお、図２に示すように、前記給紙カセット６は、左右のフレーム６３Ｌ，６３Ｒの間に挿入されるようにスライドすることで、本体２の内側に装着される。
図２及び図３に示すように、前記板金製のフレーム６３Ｌ，６３Ｒのうち右フレーム６３Ｒの内面の前部には、押圧板駆動ユニット６８が取り付けられる。この押圧板駆動ユニット６８は図３に略示するように、ＤＣモータ７０と、出力歯車７３と、両者７０，７３を連結する歯車列とを備えて構成されている。

上記押圧板駆動ユニット６８は、合成樹脂製の駆動ユニットカバー６９によって覆われている。押圧板駆動ユニット６８を構成するＤＣモータ７０、出力歯車７３や上記歯車列等は、この駆動ユニットカバー６９に支持あるいは固定されている。前記出力歯車７３は、給紙カセット６の入力歯車７４（後述）に噛合可能なように、前記駆動ユニットカバー６９の前面からその一部を露出させている。

なお、図３に示すように、前記押圧板駆動ユニット６８に隣接するようにして、メインモータユニット７５が右フレーム６３Ｒの内面後部に取り付けられている。このメインモータユニット７５は、前記分離給送部７や画像形成部５や用紙搬送経路の各ローラを駆動するための、メインモータや歯車列等を備えている。当該メインモータユニット７５は合成樹脂製のモータユニットカバー７６を有している。

（ｂ）給紙カセット側の構成
次に給紙カセット側について図４及び図５を参照しつつ説明する。なお、図５は、図３と反対側から給紙カセット６を見た状態を示しており、図１や図３と異なり、図５では紙面右方が装置前方となる。
図４は、本体２から取り外した状態の給紙カセット６の平面図である。同図に示すように、前述の用紙押圧板８は、給紙カセット６の床板９０（本発明でいう被記録媒体供給装置本体の底面」に相当）上に、水平軸まわりに回動自在に設けられている。床板９０の左右端からは左壁９１Ｌ，右壁９１Ｒが、後端からは後壁９２が、それぞれ垂直に立ち上げられるように設けられている。

給紙カセット６は図４に示すように、用紙押圧板８上に積層された用紙３の両側縁をガイドするためのサイドガイド４５と、後端部をガイドするためのリアガイド５０とを備える。両ガイド４５，５０は、様々なサイズの用紙３をセットできるように、往復移動してその位置を変更可能である。用紙押圧板８の前方側には、用紙３の前端を突き当てるための基準壁４６が設けられている。用紙３は、前端をこの基準壁４６に、後端を前記リアガイド５０に、側端を前記サイドガイド４５，４５にそれぞれ宛がうようにしながら、用紙押圧板８上の所定の位置に積層されセットされる。

また、図４に示すように、前記回転軸１５は右壁９１Ｒを貫通して右方に突出し、その突出端に、この回転軸１５と一体的に回動する直結歯車１００（本発明の「直結ギア」に相当）が固着されている。この直結歯車１００は、図５に示すように、例えば全体として扇型状をなし、その円弧面に歯が形成されている。また、直結歯車１００よりも装置後方側には、入力歯車７４が設けられ、この入力歯車７４と上記直結歯車１００との間には両者７４，１００を連結するための減速用の中間歯車１０１，１０２が設けられている。

入力歯車７４は、上記給紙カセット６を本体２に押し込んでセットしたときに、図３に鎖線で示すように前記押圧板駆動ユニット６８の出力歯車７３と噛合するように構成されている。この状態で前記ＤＣモータ７０を駆動すると、その駆動力が前記歯車列を介して出力歯車７３に伝達して当該出力歯車７３を回転させ、この出力歯車７３に噛合する入力歯車７４が回転する。そして、この入力歯車７４の回転によって中間歯車１０１，１０２を介して減速されつつ直結歯車１００及び回転軸１５が一体的に回動（図５では時計回りに回動）し、押動部材１６が用紙押圧板８の下面を押して上昇させ、用紙押圧板８上に載置されている用紙３を前記給紙ローラ１０に対し押圧させる。従って、本実施形態では、入力歯車７４、中間歯車１０１，１０２及び直結歯車１００が本発明の「伝達機構」に相当し、この伝達機構、回転軸１５及び用紙押圧板８が本発明の「上昇機構」に相当する。

（５）押圧手段
さて、本実施形態では、ＤＣモータ７０からの駆動力に基づき用紙押圧板８を押し上げる力を抑制する押圧力であって、かつ、用紙押圧板８の上昇に伴って大きくなる押圧力を上昇機構の直結歯車１００に対して与える押圧手段が設けられている。
本実施形態では、図５及び図６に示すように、回転軸１５に巻回されるように設けられたコイルバネ１０３（トルクバネ）によって上記押圧手段を構成している。具体的には、このコイルバネ１０３は、金属製の線材を螺旋状に巻回して形成され、その両端部１０３ａ，１０３ｂが巻回部分の外周の接線方向に沿い、かつ、略同方向に向けて突出した形状になっている。

そして、コイルバネ１０３は、この巻回部分内に回転軸１５が挿入された状態で配置され、一端部１０３ａが直結歯車１００の側面に形成された係止溝１００ａに挿入される一方で、他端部１０３ｂが給紙カセット６の前壁９３に設けられた係止溝９３ａに挿入されている。従って、コイルバネ１０３の一端部１０３ａは、係止溝１００ａによって回転軸１５の周方向（時計回り及び反時計回り）において回転軸１５及び直結歯車１００に対して固定され、他端部１０３ｂは、係止溝９３ａによって回転軸１５の周方向（時計回り及び反時計回り）において前壁９３に対して固定される。

ここで、図７は、例えば、給紙カセット６を本体２から取り外した状態、つまり、出力歯車７３と入力歯車７４との噛合が解除され、かつ、用紙押圧板８に載置可能な最大サイズの用紙３（例えばＡ４サイズ）を載置可能な最大枚数分載置したときの、用紙押圧板８及び押動部材１６の状態を示している。本実施形態では、用紙３の載置重量と用紙押圧板８の重量によって押動部材１６に下方に押し下げ、回転軸１５を同図において時計回りに回動させる力が働くが、コイルバネ１０３の反発力（図７で反時計回り。図５で時計回り）によって押動部材１６が給紙カセット６の底板９０と所定間隔だけ離間した上方位置に保持される設計になっている。

２．本実施形態の作用効果
（１）図７の状態で給紙カセット６を本体２に装着し、出力歯車７３と入力歯車７４との噛合させる。すると、まだ検出センサ６６によって検出された最上位にある用紙３の位置は所定の目標高さよりも低いから、ＤＣモータ７０が所定の駆動力で回動し、この駆動力によって押動部材１６が用紙押圧板８を押し上げるように傾動する。このとき、コイルバネ１０３は、直結歯車１００と前壁９３との間に挟まれるように両端部１０３ａ、１０３ｂが近づく方向にねじり変形する。コイルバネ１０３のねじり量は、押動部材１６の傾動量が多くなるほど、つまり用紙押圧板８の高さが高くなるほど大きくなる。このことは、コイルバネ１０３による反発力（ＤＣモータ７０からの駆動力による回転軸１５のトルクを抑制する押圧力）が、用紙押圧板８の高さが高くなるほど大きくなることを意味する。そして、検出センサ６６によって検出された最上位にある用紙３の位置が所定の目標高さに達したときにＤＣモータ７０への駆動電流の供給が停止される。

ここで、コイルバネ１０３を設けていない構成では、出力歯車７３と入力歯車７４とが噛合された初期状態での用紙押圧板８上の用紙３の載置量が多い場合よりも少ない場合の方が、最上位にある用紙３の位置が所定の目標高さに達したときの用紙押圧板８の上昇速度が速くなる。従って、検出センサ６６からオフ信号が出力されＤＣモータ７０への駆動電流の供給が停止されてから用紙押圧板８上の最上位の用紙３が最終的に停止する位置が上記載置量によってばらついてしまう。このようなことは、レーザプリンタ１が連続的に印刷動作をし複数枚の用紙３が順次給紙される場合にも、同様に、最上位の用紙３が最終的に停止する位置が上記載置量によってばらついてしまう。

ところで、最上位の用紙３が所定の目標高さに至ったとき、用紙押圧板８は、用紙３の載置量が多い場合より少ない場合の方がより高い位置に上昇する。そして、本実施形態では、用紙押圧板８の高さが高くなるほど、コイルバネ１０３による反発力（ＤＣモータ７０からの駆動力による回転軸１５のトルクを抑制する押圧力）が大きくなる。従って、最上位の用紙３が所定の目標高さに至ったときのコイルバネ１０３による反発力は、用紙押圧板８上の用紙３の載置量が多い場合より少ない場合の方が大きくなり、これにより、用紙押圧板８上の用紙３の載置量の変動による最上位の用紙３の高さのバラツキを抑制することが可能となる。

（２）また、コイルバネ１０３は、その反発力と用紙押圧板８上の用紙３の総載置重量との合算量が、その総載置重量の相違にかかわらず、最上位の用紙３が同一高さに位置する場合において常に一定となるように弾性係数を設計することが望ましい。つまり、最上位の用紙３が同一高さ（具体的には所定の目標高さ）にある場合において、用紙３の総載置重量の減少に対してコイルバネ１０３による反発力が線形的に増加するように設計するのである。このような構成であれば、用紙３の載置量にかかわらず用紙押圧板８は常に同じ速度で上昇することになり、これにより、用紙押圧板８上の用紙３の載置量の変動による最上位の用紙３の高さのバラツキを抑制することが可能となる。なお、この設計において、用紙３の総載置重量を、用紙押圧板８に載置可能な最大サイズ（例えばＡ４サイズ）の用紙３の重量に基づいて算出しておけば、用紙押圧板８に載置される種々のサイズの用紙３に対して対応することが可能となる。

（３）また、本実施形態では、押圧手段は、ＤＣモータからの駆動力を回転軸１５に伝達するための伝達機構の歯車に弾性部材としてのコイルバネ１０３を設けた構成であるから、比較的に簡単な構成で押圧手段を実現することができる。しかも、コイルバネ１０３を回転軸１５に巻回した構成であるから、小スペースに押圧手段のための構成を設けることができる。

（４）更に、コイルバネ１０３を、回転軸１５と一体的に回動する直結歯車１００の回動力に抗して弾性変形する構成としたから、複数回以上回転するギアにコイルバネ１０３を設けた構成に比べて、コイルバネ１０３の反発力をリニア状に変化させる設計が比較的に容易に行える。

（５）また、上述したように、出力歯車７３と入力歯車７４との噛合が解除された状態で、コイルバネ１０３の反発力（図７で反時計回り。図５で時計回り）によって押動部材１６が給紙カセット６の底板９０と所定間隔だけ離間した上方位置に保持される設計になっている。従って、給紙カセット６を本体２から離脱させ出力歯車７３と入力歯車７４との噛合が解除されたときでも、コイルバネ１０３の反発力によって押動部材１６の落下速度が減速され、押動部材１６と給紙カセット６の底板９０との衝突力を抑制し、不快音の軽減を図ることができる。また、この際、用紙押圧板８と押動部材１６との衝突も上記コイルバネ１０３の反発力によって抑制することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記実施形態では、押圧手段としてコイルバネ１０３を使用したが、ゴムやつる巻きバネなどの他の弾性部材で構成してもよい。

（２）また、コイルバネ１０３を直結歯車１００以外の歯車７４，１０１，１０２に対して設けた構成であってもよい。

（３）上記実施形態では、用紙押圧板８は、その一端側が回転可能に固定され、上昇機構によって一端側を中心に他端側が揺動する構成としたが、例えば載置板がＤＣモータの駆動力によって水平姿勢を維持しつつ上昇する構成であってもよい。但し、上記実施形態の構成の方が、ＤＣモータの単位駆動量に対する用紙押圧板８の変位量が大きく、本発明の適用が特に有効である。

（４）本実施形態は、本体２に対して着脱可能な給紙カセット６に対して適用した例を説明したが、本体２に対して着脱不能な給紙カセット６に対して適用してもよい。

（５）また、ＤＣモータ７０を備える押圧板駆動ユニット６８を給紙カセット６側に設けた構成であってもよい。

（６）本発明は、上記プリンタ（レーザプリンタ）だけでなく、ファクシミリ装置や、プリンタ機能及びスキャナ機能等を備えた複合機についても適用することができる。

（７）上記実施形態では、直結歯車１００など上昇機構に対して押圧力を付加する構成であったが、これに限らず、用紙押圧板８自体に弾性部材などで下方への押圧力を付加する構成であってもよい。

（８）上記各実施形態では、駆動モータとしてＤＣモータ７０を適用した例を説明したが、ステッピングモータを適用してもよい。ただし、ＤＣモータを適用した場合の方が用紙押圧板８上の用紙の載置量の変動による最上位の用紙３の高さにバラツキが大きくなるため、本発明は、ＤＣモータを適用した構成に対して特に有効である。

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの側面断面概略図 レーザプリンタの底部の正面断面図 押圧板駆動ユニットとメインモータユニットの構成を示す装置内部側からみた図 給紙カセットの平面図 給紙カセットの伝達機構部分の構成を示した拡大図 図６のＸ−Ｘ破断面における伝達機構部分の平断面図 上昇機構部分の構成を示す側面図

符号の説明

１…レーザプリンタ（画像形成装置）
２…本体（画像形成装置本体）
３…用紙（被記録媒体）
６…給紙カセット（被記録媒体供給装置）
８…用紙押圧板（載置板）
１０…給紙ローラ（搬送ローラ）
１５…回転軸
１６…押動部材（押上げ部材）
６６…検出センサ（検出手段）
６８…押圧板駆動ユニット（制御手段）
７０…ＤＣモータ（駆動モータ）
７４…入力歯車（伝達機構）
９０…床板（被記録媒体供給装置本体の底面）
９３ａ…係止溝（本体側の係合部位）
１００…直結歯車（直結ギア）
１００ａ…係止溝（ギア側の係合部位）
１０１，１０２…中間歯車（伝達機構）
１０３…コイルバネ（弾性部材、押圧手段）

Claims (7)

1. 被記録媒体に画像を形成する画像形成装置本体に前記被記録媒体を供給する被記録媒体供給装置であって、
   前記被記録媒体が積層状に載置されるとともに上下動可能に支持された載置板と、
   駆動モータからの駆動力を受けて前記載置板を上昇させ、当該載置板に載置された最上位の被記録媒体を所定の目標高さにさせるための上昇機構と、
   前記駆動モータからの駆動力に基づき前記載置板を押し上げる力を抑制する押圧力であって、かつ、前記載置板の上昇に伴って大きくなる押圧力を前記載置板または前記上昇機構に与える押圧手段とを備え、
   前記上昇機構は、前記駆動モータからの駆動力を伝達するためのギアを有する伝達機構と、その伝達機構からの伝達力によって回動する回転軸体と、その回転軸体に設けられ当該回転軸体を中心に回動し前記載置板を下方から当接しつつ押し上げる押上げ部材とを備えて構成され、
   前記押圧手段は、前記載置板を上昇させる方向に回動する前記ギアに対して、その回動力に抗して弾性変形する弾性部材を備えて構成されていることを特徴とする被記録媒体供給装置。
2. 被記録媒体に画像を形成する画像形成装置本体に前記被記録媒体を供給する被記録媒体供給装置であって、
   前記被記録媒体が積層状に載置されるとともに上下動可能に支持された載置板と、
   駆動モータからの駆動力を受けて前記載置板を上昇させ、当該載置板に載置された最上位の被記録媒体を所定の目標高さにさせるための上昇機構と、
   前記駆動モータからの駆動力に基づき前記載置板を押し上げる力を抑制する押圧力であって、前記載置板に載置されている被記録媒体の総載置重量との合算量が、その総載置重量の相違にかかわらず、前記最上位の被記録媒体が同一高さに位置する場合において常に一定となる押圧力を前記載置板または前記上昇機構に与える押圧手段とを備え、
   前記上昇機構は、前記駆動モータからの駆動力を伝達するためのギアを有する伝達機構と、その伝達機構からの伝達力によって回動する回転軸体と、その回転軸体に設けられ当該回転軸体を中心に回動し前記載置板を下方から当接しつつ押し上げる押上げ部材とを備えて構成され、
   前記押圧手段は、前記載置板を上昇させる方向に回動する前記ギアに対して、その回動力に抗して弾性変形する弾性部材を備えて構成されていることを特徴とする被記録媒体供給装置。
3. 前記弾性部材は、前記回転軸体と一体的に回動する直結ギアと当接することによって弾性変形することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の被記録媒体供給装置。
4. 前記弾性部材は、更に、前記伝達機構と前記駆動モータとの連結が解除された状態で、前記押上げ部材を降下させる方向に回動する前記ギアに対して、その回動力に抗して弾性変形し前記押上げ部材を前記被記録媒体供給本体の底面から離間した位置に保持する構成になっていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の被記録媒体供給装置。
5. 前記弾性部材は、前記回転軸体に巻回されたコイルバネであって、その両端部は、前記ギアに設けられた係合部位と前記被記録媒体供給装置本体側に設けられた係合部位との間に挟まれており、前記載置板を上昇させる方向に回動させる際にねじり変形する構成になっていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の被記録媒体供給装置。
6. 前記コイルバネは、前記両端部が、前記ギアの係合部位と前記被記録媒体供給装置本体側の係合部位とにそれぞれ固定され、
   かつ、前記伝達機構と前記駆動モータとの連結が解除された状態で、前記コイルバネによって前記押上げ部材が前記被記録媒体供給装置本体の底面から離間した位置に保持される構成になっていることを特徴とする請求項５記載の被記録媒体供給装置。
7. 被記録媒体に画像を形成する画像形成装置本体と、その画像形成装置本体に前記被記録媒体を供給する被記録媒体供給装置とを備えた画像形成装置において、
   前記被記録媒体供給装置は、上記請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の被記録媒体供給装置であって、
   前記画像形成装置本体側または前記被記録媒体供給装置に、当該被記録媒体供給装置の上昇機構に駆動力を与える駆動モータ装置と、被記録媒体供給装置の載置板に載置された最上位の被記録媒体を所定の目標高さにさせるよう前記駆動モータ装置を制御する制御手段とを備えた画像形成装置。

Images