JP4240024B2 - 給紙装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ファクシミリ、複写機等において、画像形成部に用紙を給紙する給紙装置、特に、押圧板を押し上げてその上面に積載する用紙をピックアップローラに接触させる給紙装置に関する。
ファクシミリ、複写機等においては、画像形成部に用紙を給紙する給紙装置が適用される。このような給紙装置900として、例えば図7(a)に示すように、ファクシミリ、複写機等に装着された給紙カセット901内に配設された押上板902の上面に積載された用紙をピックアップローラ903により繰り出して画像形成部に給紙するものがある。
押上板902は、一端側が上下回動可能に給紙カセット901に支持されており、給紙カセット901の用紙給紙側が押し上げられ、その上面に積載された最上位の用紙をピックアップローラ903に所定の押圧力で接触させている。この状態で、ピックアップローラ903が回転することにより、押上板902に積載された用紙が1枚ずつ繰り出される。一般的には、押上板902の用紙給紙側の下面と給紙カセット901の筐体との間にスプリング904を配設し、このスプリング904の付勢力により、押上板902を押し上げている。
しかしながら、近年、給紙カセット901に大量の用紙を収容可能とすることが望まれている。このような給紙カセット901においては、用紙が満載された場合と空紙に近い場合とによってスプリング904の長さが大きく異なるので、スプリング904の付勢力によって用紙をピックアップローラ903に常に適切な押圧力で接触させることは困難である。
そこで、例えば特許文献1には、図7(b)に示すように、駆動源が発生する駆動力を利用して押上板902を押し上げる給紙装置910が開示されている。この給紙装置910は、駆動源であるモータ(不図示)により回転駆動する駆動軸905と、該駆動軸905に一体的に固定されて駆動軸905の回転により押上板902を押し上げる押上げアーム906、及び用紙の量を検知する手段(不図示)を設け、用紙の量が多い場合には高い電圧でモータを駆動させ、用紙の量が少ない場合には低い電圧でモータを駆動させることにより、押上板902を押し上げる駆動力(回転トルク)を制御し、用紙をピックアップローラ903に適切な押圧力で接触させている。
特開平5−330671号公報
しかしながら、前記給紙装置910においては、用紙の量を検知する手段を設け、検知した用紙の量によって押上アーム906の駆動力を制御する必要があるので、給紙装置910の構成が複雑になるという問題があった。また、用紙が満載された押上板902を押し上げるためには、最大トルクの大きなモータを必要とし、このようなモータはコストと容積が大きいので、給紙装置910のコストと容積が大きくなるという問題があった。なお、押上アーム906のアーム長さL(回転中心と押上板902に対する押し上げ作用点との間の距離)を短くすることにより、押上板902の回転中心との距離を長くできるので、モータに必要とされるトルクを小さくすることは可能であるが、アーム長さLを短くすると、押上板902の上昇可能な角度が小さくなるという問題があった。
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、最大トルクの大きな駆動源を必要とせずに、給紙カセット内に配設された押上板を簡易な構成にて十分な角度まで押し上げることができる給紙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、請求項1に記載の給紙装置は、給紙カセット内に一端側が上下回動可能に支持され他端側が前記給紙カセットの用紙の給紙側の端部に位置するように配設され、その上面に用紙が積載される押上板と、該押上板の下面と当接する当接部をその先端に備えた長さの異なるアームの基端側が駆動軸に取り付けられた複数の押上アームと、を具備し、前記複数の押上アームのうちの短いアームを有する押上アームは、前記駆動軸の所定方向への回転に伴い回転するように前記駆動軸に固定され、長いアームを有する押上アームは、前記駆動軸が所定角度回転した後に、前記駆動軸に伴って回転を開始するように前記駆動軸に対して遊びを持って取り付けられており、前記長いアームを有する押上アームは、前記短いアームを有する押上アームが前記駆動軸の回転に伴って前記所定角度回転した後に、前記駆動軸に伴って回転を開始し、その後、前記短いアームを有する押上アームの回転に対して前記所定角度を保ちながら回転することにより、前記短いアームを有する押上アームから前記長いアームを有する押上アームに順次切り換えて、前記押上板の他端側を上方へ回動させることを特徴としている
請求項1に記載の給紙装置によれば、駆動軸の回転に伴い、短いアームを有する押上アームから長いアームを有する押上アームに順次切り換えて、押上板の下面に当接部を当接させながら当該押上アームを回転させることによって、押上板の他端側を上方へ回動させている。そのため、用紙が満載された押上板、あるいは大量の用紙を積載した押上板の他端側を上方へ回動させる場合、このような押上板は最初短いアームを有する押上アームの当接部が当接して上方に回動されるため、長いアームを有する押上アームの当接部によって上方に回動される場合に比べて、駆動軸を回転させる駆動力(回転トルク)を抑えることができる。また、短いアームを有する押上アームにより押上板の他端側を上方に回動させた後、順次長いアームを有する押上アームに切り換えて押上板の他端側を上方に回動させるので、押上板の他端側を十分に大きな角度まで上方に回動させることができる。また、駆動軸の所定方向の回転に伴い、短いアームを有する押上アームから長いアームを有する押上アームへと順次当該駆動軸の回転に伴う回転を開始するので、駆動軸の所定方向の回転に伴い、短いアームを有する押上アームから長いアームを有する押上アームに順次切り換えて、押上板の他端側を上方へ回動させる構成を簡易なものとすることができる。
以下、本発明の実施の形態に係る給紙装置をコピー機能、ファクシミリ機能を備える複合機に適用した場合について図面に基づき説明する。このコピー・ファクシミリ複合機(給紙装置)100は、図1に示すように、原稿の画像データを読み取る原稿読取部1と、読み取り位置に原稿を自動的に搬送する自動原稿搬送手段(Auto Document Feeder、以下、「ADF」という。)を備える原稿押えカバー2と、原稿の読み取り設定等を入力するための操作部3と、読み取った画像データから画像を形成して用紙に記録する画像形成部4と、用紙を収容するとともに用紙を画像形成部4に供給する給紙部5と、を具備している。コピー・ファクシミリ複合機100は、図示しないが、画像データを電送するCODEC等の送信部等も具備している。なお、該コピー・ファクシミリ複合機100の構成は一例であり、原稿読取部1、原稿押えカバー2、操作部3、画像形成部4等の構成は任意のものである。
原稿読取部1は、図2に示すように、フラット・ベッド・スキャナ(以下、「FBS」という。)として機能する読取載置台10の内部に、原稿の画像を走査してそれを画像データとして読み取る読取デバイス11を有する。この読取デバイス11は、コピー機やファクシミリ装置等において一般的に用いられるものを使用することができ、具体的には、CCDを用いた電荷結合形イメージセンサ、あるいは密着形イメージセンサ等を使用することができる。そして、読取デバイス11は、ADFにより搬送される原稿の画像を走査するために、ADFによる原稿の読み取り位置となるプラテンガラス12a上を搬送される原稿の画像を下方から走査する。また、読取デバイス11は、FBSとして機能する場合には、プラテンガラス12bの下方にて水平方向に移動しつつ、このプラテンガラス12b上に載置される原稿の画像の走査を行う。
原稿押えカバー2は、読取載置台10の上面に対して開閉可能に枢着されている。FBSが用いられる場合、原稿押えカバー2を閉じ、読取載置台10に載置された原稿を原稿押圧板13によってプラテンガラス12bに圧接させる。また、原稿押えカバー2は、ADFとして機能する場合、原稿載置トレイ14に載置された読み取り前の原稿を1枚ずつ分離して原稿搬送路15に送り込み、読取デバイス11による読み取り位置であるプラテンガラス12a上に原稿を自動的に搬送する。さらに、画像を読み取った原稿を搬送し原稿排出トレイ16に排出する。
操作部3は、使用者が動作指示や用紙サイズの設定等の入力を行なうための各種操作キーや動作や設定等を表示するための表示パネル等を備えるものであり、図1に示すように、原稿読取部1の前方に設けられている。
画像形成部4は、読取デバイス11により読み取られて電気信号に変換された画像信号に対してアナログ/デジタル変換、シェーディング処理等を施した後、操作部3から入力された指示に従い、給紙部5から搬送された用紙に画像を形成し用紙排出トレイ17へ搬送するものであり、原稿読取部1の直下に設けられている。画像形成部4は、その画像形成方式として電子写真方式、インクジェット記録方式や感熱記録方式等のこの分野で公知の各種の記録方式を用いることができる。画像形成部4は、図2に示すように、画像が記録された用紙を排出し、排出された用紙を用紙排出トレイ17に収容する。また、画像形成部4は、給紙部5から搬送されてきた用紙を、感光体ドラムを含む各種機構を介して用紙排出トレイ17へ、用紙搬送路18に沿って搬送するための複数の搬送ローラ19を備えている。
給紙部5は、用紙を収容するともに、操作部3から入力された用紙サイズの指示に従って繰り出された用紙を画像形成部4の用紙搬送路18に送り出す複数の搬送ローラ20を備え、画像形成部4の直下に設けられている。給紙部5は、用紙サイズに合わせ給紙ユニット21が複数段積み重ねられて構成されており、各給紙ユニット21は、給紙ユニット21の筐体本体を構成するカセットケーシング22と、該カセットケーシング22に装着される給紙カセット23と、からなっている。給紙カセット23は、上面が開放された略直方体形状の筐体に、用紙がその上面に多数枚積載される押上板(可動トレイ)24を上下回動可能に備えている。カセットケーシング22には、押上板24に積載された用紙を1枚ずつ繰り出す用紙繰出機構25が配設されている。搬送ローラ20は、用紙繰出機構25から用紙が繰り出される方向の直下流に位置するようにカセットケーシング22に配設されており、用紙繰出機構25によって繰り出された用紙を用紙搬送路18に送り出す。また、給紙カセット23には、用紙の前後方向に移動自在に配設され用紙の後端を規制するエンドプレート26や、用紙の左右方向に移動自在に配設され用紙の左右側端を規制する図示しないサイドプレートを備えており、これらのプレートを移動させることにより、サイズの異なった用紙を給紙カセット23に収容することができる。
給紙部5を構成する最上段のカセットケーシング22上に画像形成部4が配置されている。給紙部5を構成する複数のカセットケーシング22は別個に構成されているが、これらのカセットケーシング22を一体的に構成してもよく、また、カセットケーシング22を画像形成部4等と一体的に構成してもよい。なお、図1に示すように、上側とは機台上方側を意味し、下側とは機台下方側を意味するものとする。また、手前側とは操作部3が位置する側を意味し、奥側とは手前側と反対の側を意味するものとする。
押上板24は、図3に示すように、給紙カセット23の底面の用紙給紙側(用紙先端側)に設けられた矩形状の開口23aと略同形であり、用紙をその上面に積載する底板24aを備えており、該平板は、押上板24が水平な状態においては、開口23a内に位置している。押上板24の側壁24bに貫設された孔が、給紙カセット23の内側面(不図示)から内側に向かって突設された軸23bに軸支されている。これにより、押圧板24は、その一端側が上下回動可能に支持され、他端側が給紙カセット23の用紙給紙側の端部に位置するように、給紙カセット23内に配設されている。なお、給紙カセット23は、押上板24が水平状態から下方に回動することを規制する規制部(不図示)を備えている。
用紙繰出機構25は、ピックアップローラ25a、搬送ローラ25b及び分離ローラ25cを備えている。ピックアップローラ25aは、押上板24に積載された用紙の給紙側の上方に位置している。押上板24の用紙給紙側が押し上げられ、押上板24に積載された最上位の用紙がピックアップローラ25aに接触し、当該用紙をピックアップローラ25aが繰り出す。繰り出された用紙は搬送ローラ25bに下流側に位置する搬送ローラ20に向かって搬送され、分離ローラ25cによって重送が防止されている。ピックアップローラ25aは、ギアやベルト(不図示)を介して搬送ローラ25bの駆動軸に接続されている。該駆動軸は、駆動源(不図示)と電磁クラッチ(不図示)を介して接続されており、この駆動軸の回転に伴って、ピックアップローラ25aは、用紙の搬送方向に回転する搬送ローラ25bとともに同方向に回転する。分離ローラ25cは、駆動源(不図示)に接続され用紙の搬送方向とは逆方向に回転し、トルクリミッタ(不図示)のトルクにより生じる作動圧で搬送ローラ25bに当接されている。分離ローラ25cは、搬送ローラ25bと直接当接するとき、または1枚の用紙が搬送ローラ25bとの間に送り込まれたときには、リミッタトルクを超えてすべり、搬送ローラ25bに従動回転する。一方、2枚以上の用紙が搬送ローラ25bとの間に送り込まれたときには、リミッタトルクが用紙間の摩擦力に打ち勝ち、分離ローラ25cを逆回転させ、下側の用紙を推し戻して、多数枚の送りを防止している。
給紙カセット23の用紙給紙側の下方にて、図3及び図4に示すように、手前側から奥方に向かって延びる駆動軸27がカセットケーシング22(図2参照。)に軸支されている。駆動軸27は、奥方にてトルクリミッタ(不図示)を介して駆動源であるモータ(不図示)に接続されている。モータと駆動軸27との間には、クラッチや継手(不図示)が設けられており、モータから駆動軸27への駆動力を伝達遮断することが可能となっている。給紙カセット23がカセットケーシング22に装着されているとき、駆動軸27は、モータから駆動力が伝達され、モータの駆動に伴い時計方向に回転する。一方、給紙カセット23をカセットケーシング22から引き出したとき、モータと駆動軸27との接続は解除される。この駆動軸27には、押圧板24の用紙給紙側をピックアップローラ25aに向けて上方に回動させる押上アーム(押上レバー)が支持されており、押上アームは第1の押上アーム28と第2の押上アーム29とからなっている。
第1の押上アーム28は、その基端側の円筒形の支持部28aが駆動軸27にピン(不図示)などにより固定されており、駆動軸27の回転に伴って、駆動軸27と一体的に回転する。第1の押上アーム28は、支持部28aから延出する矩形平板状のアーム28bを有している。アーム28bは、その先端に上方に向かって断面円弧状に突出する突出部28cを備えており、第1の押上アーム28のアーム長さ、すなわち第1の押上アーム28の回転中心である駆動軸27の回転中心から突出部28cまでの距離は、L1である。第1の押上アーム28の突出部28cは、押上板24の用紙給紙側の下面と当接する。
第2の押上アーム29は、駆動軸27に対して所定角度θの遊びを持って取り付けられており、駆動軸27が図示された位置から時計方向に角度θだけ回転するまで回転せず、その後の駆動軸27のさらなる時計方向の回転により駆動軸27と従って回転する。第2の押上アーム29は、その基端側の2つの円筒形の支持部29aが第1の押上アーム28の支持部28aを隙間を介して間に挟み駆動軸27に支持されている。第2の押上アーム29は、支持部29aから延出するアーム29bを有しており、該アーム29bは、第1の押上アーム28のアーム28bと略同形状の切欠を有する平板状である。アーム29bは、その先端に上方に向かって断面円弧状に突出する突出部29cを備えており、第2の押上アーム29のアーム長さ、すなわち第2の押上アーム29の回転中心である駆動軸27の回転中心から突出部29cまでの距離は、第1の押上アーム28のアーム長さL1より長いL2である。第2の押上アーム29の突出部29cは、押上板24の用紙給紙側の下面と、第1の押上アーム28の突出部28cが当接する位置より用紙後端側にて当接する。第2の押上アーム29の支持部29aには、円周方向に沿って延びる長円形の穴29dが貫設されており、該穴29dを挿通する円柱状のピン27aが駆動軸27に固定されている。これにより、第2の押上アーム29は、駆動軸27が回転する際、ピン27aが穴29d内を移動する範囲である角度θ以内の駆動軸27の時計方向の回転にあっては駆動軸27に従って回転せず、ピン27aが穴29dの内壁に当接する角度θを超えた駆動軸27の時計方向の回転にあっては、駆動軸27に伴って回転する。
このような給紙カセット23に用紙を収容するとき、図1を参照するように、該給紙カセット23をカセットケーシング22から引き出して、水平状態の押上板24の上面に用紙を積載する。そして、給紙カセット23をカセットケーシング22内の所定の装着位置まで押し入れる。
給紙カセット23をカセットケーシング22内の所定の装着位置まで押し入れると、この状態をセンサ(不図示)が検知し、前記モータ(不図示)を通電駆動させる。モータは、所定の回転数及び所定のトルクで回転駆動し、モータに接続された駆動軸27が時計方向に回転する。これにより、駆動軸27に支持された第1及び第2の押上アーム28,29が回転して、押上板24の用紙給紙側を押し上げ、押圧板24を反時計方向(駆動軸27の回転方向と反対方向)に回転させる。これにより、押上板24に積載された最上位の用紙がピックアップローラ25aに接触する。そして、操作部3(図1参照。)からの用紙給紙の指示により前記電磁クラッチ(不図示)が接続され、当該用紙は、ピックアップローラ25aによって繰り出され、搬送ローラ25bと分離ローラ25cによって下流側へ搬送される。以下、第1及び第2の押上アーム28,29が押上板24を押し上げる過程について説明する。
まず、給紙カセット23がカセットケーシング22に装着された初期状態(押上板24が押し上がる前の水平状態)においては、図5(a)に示すように、第1の押上アーム28の当接部28c及び第2の押上アーム29の当接部29cは、押上板24の下面の下方に位置している。そして、モータの回転駆動により駆動軸27が時計方向に回転すると、図5(b)に示すように、駆動軸27の回転に伴い第1の押上アーム28が回転し、その当接部28cが押上板24の下面に当接しながら押上板24の用紙給紙側を押し上げ、押上板24に積載された最上位の用紙をピックアップローラ25aに接触させる。このとき、第2の押上アーム29は回転しない。そして、ピックアップローラ25aにより用紙が順次繰り出され、押上板24に積載された用紙が減少するに従い、モータの回転駆動により駆動軸27がさらに時計方向に回転し、図5(c)に示すように、図5(a)に示す初期状態から角度θ回転すると第2の押上アーム29が回転を開始し、第1の押上アーム28と第2の押上アーム29とは、その間に一定の角度θを保ちながら、駆動軸27の回転に伴い回転する。
その後、さらに押上板24に積載された用紙が減少し、駆動軸27が時計方向に回転して、図6(a)に示すように、押上板24が上昇角度αまで押し上げられると、押上板24の下面に当接する当接部が、第1の押上アーム28の当接部28cから第2の押上アーム29の当接部29cに切り換り、その後は、第1の押上アーム28の当接部28cは押上板24の下面から離れる。さらに押上板24に積載された用紙が減少し、駆動軸27が時計方向に回転すると、図6(b)及び図6(c)に示すように、第2の押上アーム29の当接部29cのみが押上板24の下面に当接しながら押上板24を押し上げ続ける。
図6(c)に示すように、押上板24に積載された用紙が1枚となり、押上板24の上昇角度が最大になったとき、第1及び第2の押上アーム28,29は垂直を超えるまでは回転していない。このため、給紙カセット23がカセットケーシング22から引き出されるときなど、駆動軸27とモータとの接続が解除されると、押圧板24が自重により水平状態まで下降し、第1及び第2の押上アーム28,29も駆動軸27と共に図5(a)に示した初期状態に戻る。
このように、押上板24を水平状態から所定の上昇角度αだけ押し上げるまでは、アーム長さL1の短い第1の押上アーム28により、押上板24を押し上げている。従って、用紙が満載された押上板24、あるいは大量の用紙を積載した押上板24を押し上げるために必要な回転トルク(第1の押上アーム28に掛かる荷重×アーム長さL1)を抑えることができるので、第1の押上アーム28を回転駆動する前記モータを最大トルクの小さなものとすることができる。また、押上板24を上昇角度αからさらに上方に押し上げるときには、アーム長さL2の長い第2の押上アーム29により、押上板24を押し上げている。従って、積載された用紙が所定以下に減少している押上板24を押し上げるために必要な回転トルク(第2の押上アーム29に掛かる荷重×アーム長さL2)を抑えることができるので、第2の押上アーム28を回転駆動する前記モータを最大トルクの小さなものとすることができる。さらに、第2の押上アーム29はアーム長さL2が長いので、押上板24を十分に大きな上昇角度まで上方に押し上げることができる。なお、第1及び第2の押上アーム28,29のアーム長さL1,L2や、第2の押上アーム29の遊び角度θ等は、モータの最大トルクや押上板24に積載される用紙の最大重量等によって適宜定めればよい。
なお、本実施の形態で示した給紙装置の構成は一例にすぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜設計変更できることは勿論である。例えば、本実施の形態においては、アーム長さL1,L2の異なる2つの押上アーム28,29を設けたが、アーム長さの異なる3つ以上の押上アームを設けてもよい。この場合には、押上アームを回転駆動するモータに必要な最大トルクをさらに小さくすることが可能となる。また、第2の押上アーム29を角度θの遊びを設けて駆動軸27に取り付けたが、第2の押上アーム29を第1の押上アーム28から角度θだけ傾けて駆動軸27に一体的に固定してもよい。ただし、この場合と比較すると本実施の形態は、給紙カセット23の押上板24の下方にスペース的な余裕が生ずるという利点がある。また、第1及び第2の押上アーム28,29を同じ駆動軸27に取り付けたが、それぞれ異なる駆動軸に取り付けてもよい。ただし、この場合と比較すると本実施の形態は、駆動軸を共通化し構成部品を削減することができるという利点がある。
また、本実施の形態で示したコピー・ファクシミリ複合機100の構成は、本発明に係る給紙装置を備えた一態様にすぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜設計変更できることは勿論であり、例えば、コピー機やファクシミリ機等の単独機としても実現可能である。
本発明の実施の形態に係るコピー・ファクシミリ複合機100の概略構成を示す斜視図である。 コピー・ファクシミリ複合機100の構成を示す概略断面図である。 給紙カセット23等を示す概略部分縦断面図である。 駆動軸27と第1及び第2の押上アーム28,29を示す概略斜視図である。 (a)乃至(c)は、押上板24を上方に押し上げる過程を順に示す概略縦断面図である。 (a)乃至(c)は、押上板24をさらに上方に押し上げる過程を順に示す概略縦断面図である。 (a)は従来の給紙装置900を、(b)は従来の給紙装置910をそれぞれ示す概略縦断面図である。
符号の説明
21 給紙ユニット(給紙装置)
23 給紙カセット
24 押上板
25 用紙繰出機構
25a ピックアップローラ
27 駆動軸
28 第1の押上アーム
28b アーム
28c 当接部
29 第2の押上アーム
29b アーム
29c 当接部
100 コピー・ファクシミリ複合機(給紙装置)

Claims (1)

  1. 給紙カセット内に一端側が上下回動可能に支持され他端側が前記給紙カセットの用紙の給紙側の端部に位置するように配設され、その上面に用紙が積載される押上板と、
    該押上板の下面と当接する当接部をその先端に備えた長さの異なるアームの基端側が駆動軸に取り付けられた複数の押上アームと、を具備し、
    前記複数の押上アームのうちの短いアームを有する押上アームは、前記駆動軸の所定方向への回転に伴い回転するように前記駆動軸に固定され、長いアームを有する押上アームは、前記駆動軸が所定角度回転した後に、前記駆動軸に伴って回転を開始するように前記駆動軸に対して遊びを持って取り付けられており、
    前記長いアームを有する押上アームは、前記短いアームを有する押上アームが前記駆動軸の回転に伴って前記所定角度回転した後に、前記駆動軸に伴って回転を開始し、その後、前記短いアームを有する押上アームの回転に対して前記所定角度を保ちながら回転することにより、前記短いアームを有する押上アームから前記長いアームを有する押上アームに順次切り換えて、前記押上板の他端側を上方へ回動させることを特徴とする給紙装置。
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