JP4474274B2 - 給紙装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は複写機、ファクシミリ装置、プリンタ装置などの画像形成装置に配備される給紙装置（給紙カセット装置）および、この給紙装置を備えた画像形成装置に関するものである。上記給紙装置は給紙装置本体と、これに対して引き出し自在に備えられ、かつ用紙を収容する給紙カセット（または給紙トレイ）とから構成される。

従来、給紙装置本体に対して引き出し自在に設けられた給紙カセットに、画像形成に用いる用紙を複数枚収容するとともに、この給紙カセットから用紙を１枚ずつ給送する給紙装置が広く使用されている。この給紙装置では用紙の補充、あるいは異なるサイズの用紙との交換に際して、オペレータが給紙カセットを給紙装置本体から引き出し、用紙の補充や交換を行う。

ところで、上記給紙装置に関する発明としては、例えば下記特許文献１〜４に開示されたものがある。

特許文献１に開示された発明は、ユニバーサルタイプの給紙トレイにおいて、用紙収容部に用紙を補給する際にはガイド部材による規制を解除し、トレイを装着した状態で用紙の位置決めができるようにしたものである。

また、特許文献２に開示された発明は、画像形成装置に配備される用紙供給装置において、引き出しユニットを引き出し自在に配置した給紙部本体内でジャムが発生した場合に、これを簡単に除去することができるようにした用紙供給装置に関するものである。

さらに、特許文献３に記載された発明は、用紙の補充や交換が確実かつ容易に行える給紙カセット装置に関するもので、その構成では、装置本体に引き出し可能に装着され、用紙を収容するための給紙カセットを有する給紙カセット装置において、給紙カセットを装置本体内に装着したときに給紙カセットの開口部をカセットカバーにより被覆し、さらに給紙カセットを装置本体から引き出したときに、カセットカバーを装置本体に係止しておくようになっている。

さらに、特許文献４に記載された発明は、給紙装置本体から給紙カセットを取り外した際に該装置本体内に用紙が取り残される不具合を、給紙コロを逆転させることにより解消した給紙装置において従来発生していた問題を解決した給紙装置に関するものである。そして、その構成では、給紙カセットを給紙装置本体から取り外すときに、この取り外しのための予備的な操作が行われたことを事前に検知して、給紙カセットを給紙装置本体から給紙コロの逆転をいち早く実行させて用紙の引き戻しをいち早く完了させることにより、引き戻された用紙が装置本体内に落下する不具合をなくすようにしている。

特開平６−１５６７５３号公報 特開平７−１１７８７１号公報 特開平７−１７９２３１号公報 特開２００３−３２１１３３号公報

従来、画像形成装置に配備された給紙装置において、給紙カセットを所定位置（用紙搬送時の位置、すなわち給紙位置）に保持するためのロック機構としては、（１）ロック爪にスプリングを作用させて保持するもの、（２）アーム、軸、コロ、スプリング、フレーム等でＹ字型のキャッチ機構を構成して保持するもの、（３）一部または全部が樹脂からなるＹ字型のキャッチ機構を構成して保持するもの、（４）ロック形状を有する板バネの弾性を利用するものなどがある。

給紙カセットを画像形成装置における所定位置に保持するための保持力としては、給紙関連の駆動連結部から受ける反力、検知スイッチ等の動作力などを合計値に余裕度を加えたものが要求される。用紙の補給や交換時にこの給紙カセットを引き出すには、上記した保持力にさらにスライド部（通常、給紙カセットの引き出し操作および、セット操作は、これを給紙装置本体に対しスライドさせながら行う）の摺動抵抗を加えた力よりも大きい力が必要となるため、給紙カセットを引き出す力は上記保持力の数倍になってしまう。

さらに、このような従来の構成では、給紙カセットを上記給紙位置にセットするとき、給紙関連の駆動連結部から受ける反力、検知スイッチ等の動作力などを受けながら、給紙カセットを給紙位置に押し込むことになるので、操作に必要な力は更に高くなってしまう。
また、近年バリアフリー化の浸透により、いろいろな装置、器具等について操作力の低減が求められるようになっており（例えば、車のパワーステアリング）、給紙カセットを給紙位置に対してセットしたり、引き出したりする場合においても、その例外ではない。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その目的は、画像形成装置に配備される給紙装置において、給紙装置本体の所定位置に保持された給紙カセットの引き出し操作および、引き出した給紙カセットを所定位置にセットするセット操作を、従来装置における場合にくらべて低い力で行うことができる給紙装置を提供することにある。

本発明は、給紙カセットを給紙装置本体に引き出し自在に備えた給紙装置において、給紙カセットからの給紙動作が行われる通常時には、磁石の磁力によって、より好ましくは磁力およびバネの付勢力によって、給紙カセットの適宜部位を給紙装置本体の適宜部位に当接係止することにより、給紙カセットを給紙装置本体にセット保持し、給紙カセットを給紙装置本体から引き出すときには、該引き出し操作と並行して、給紙カセットと給紙装置本体との上記適宜部位同士間に剥離用部材を挿入して、これら適宜部位同士を離間させるように構成したものである。
すなわち、給紙カセット（給紙トレイの場合を含む）を給紙装置本体に引き出し自在に備えるとともに、給紙カセットからの給紙動作が行われるときには、該給紙カセットが給紙装置本体の所定位置に、これらの間に作用する磁力で吸着保持されている給紙装置であって、前記給紙カセットに剥離爪を設け、該給紙カセットを給紙装置本体の前記所定位置から引き出すときには、該引き出し操作と並行して給紙カセットと給紙装置本体との吸着保持部に前記剥離爪を挿入することによりこれらを離間させ、給紙カセットを給紙装置本体に押し込んで前記所定位置にセットするときには、該押し込み操作と並行して前記剥離爪を前記吸着保持部から離脱させるとともに、前記吸着保持状態に戻すようにしたことを特徴とする給紙装置給紙装置である。

請求項１に係る発明は、例えば図３に示すように、給紙カセット４Ａを給紙装置本体４Ｂに引き出し自在に備えた給紙装置４であって、
給紙カセット４Ａには、給紙装置本体４Ｂにおける所定位置からの引き出し操作時に回動し、かつ給紙装置本体４Ｂの前記所定位置へのセット時に上記引き出し操作時とは逆向きに回動するアーム３３と、該アーム３３の回動により回動する剥離爪４０とを設け、給紙装置本体４Ｂにはフレーム３７と、給紙カセット４Ａから用紙を給送する給紙手段（図略）とを設け、
給紙カセット４Ａ、フレーム３７の一方に磁石部を、他方に着磁部をそれぞれ設け、磁力でこれら磁石部と着磁部を吸着させることにより、給紙カセットが給紙装置本体の前記所定位置に吸着保持されるようにし、
前記磁石部または前記着磁部に弾性部材３８を設け、
給紙カセットを給紙装置本体の前記所定位置から引き出すときには、アーム３３の回動により剥離爪４０を前記磁石部・着磁部間に回動挿入することにより弾性部材３８を弾性変形により撓ませてこれらを離間させ、
給紙カセットを押し込んで給紙装置本体の前記所定位置にセットするときには、前記磁石部・着磁部間に挿入された剥離爪４０を、アーム３３の回動により回動離脱させるとともに、前記吸着保持状態に戻すようにしたことを特徴とする給紙装置である。

つぎに、請求項１に係る給紙装置４の作用について説明する（図３〜図６を参照）。給紙カセット４Ａを給紙装置本体４Ｂにおける所定位置から引き出すと、給紙カセットがスライドするのと並行してアーム３３が回動するとともに、剥離爪４０が回動しながら給紙カセット４Ａ・フレーム３７間の磁力に基づく吸着保持部（磁石部と着磁部との吸着部）に挿入されて、これら給紙カセットとフレーム３７が離れる。そのため、これらの間に作用していた磁力に基づく吸引力（吸着力）が低下する結果、給紙カセット４Ａを小さな力で引き出すことができる。上記「所定位置」とは、給紙カセットからの給紙動作が行われるときのカセット位置のことであり、したがって、この「所定位置」は「通常位置」と言い換えてもよい。
この給紙装置４では給紙カセット、フレームのうちの一方に磁石部が、他方が着磁部を備えており、上記吸引力はこれら磁石部・着磁部間に作用する磁力に等しいものである。また、剥離爪４０は、それまで相互に吸着していた磁石部と着磁部を引き離す機能を果たすものである。
上記のように引き出された給紙カセット４Ａを給紙装置本体４Ｂに押し込むと、給紙カセットがスライドするのと並行してアーム３３が上記引き出し時と逆向きに回動し、剥離爪４０が回動しながら上記吸着保持部から外され、磁力により給紙カセット４Ａとフレーム３７が吸着するとともに、給紙カセット４Ａが上記所定位置に戻される。

なお、図３の給紙装置では、給紙装置本体のフレーム３７が磁石部（マグネットキャッチ３６）を、給紙カセット４Ａのブラケット３１が着磁部をそれぞれ備えた構成となっており、マグネットキャッチ３６とブラケット３１が磁力で吸着した状態で、給紙カセット４Ａが通常位置に保持される。

請求項２に係る発明は、剥離爪４０が非磁性体であることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置である。請求項３に係る発明は、給紙カセットを給紙装置本体から引き出すための取手３０を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の給紙装置である（図２、図３を参照）。

請求項４に係る発明は、給紙カセットが給紙装置本体の所定位置にセットされている状態を維持するためのバネ部材（例えば、ねじりコイルバネ３５）を適所に設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の給紙装置である（図３を参照）。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の給紙装置を備えていることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１の給紙装置においては、（１）給紙カセットを給紙装置本体における所定位置から引き出す場合には、上記吸着保持部に剥離爪を挿入することにより、この吸着保持部における吸着力を低下させた状態として、給紙カセットを給紙装置本体から引き離し、（２）給紙カセットを給紙装置本体の所定位置にセットする場合には、剥離爪を上記挿入位置から離脱させ、上記両者を磁力により吸着させて、給紙カセットを給紙装置本体に保持するようにしたので、給紙カセットの引き出し操作および、セット動作を、従来装置における場合にくらべて低い力で行うことができる。
また、磁石部または着磁部に衝撃吸収用の弾性部材３８を設けたため、給紙カセットを給紙装置本体の上記所定位置に押し込んでセットするときの衝撃が吸収され、各部の損傷が防止される。

請求項２の発明では、剥離爪を非磁性体としたから、剥離爪自体の着磁による負荷が発生せず、より効果的に磁石部と着磁部を引き離すことができる。請求項３に係る発明では、給紙カセットを給紙装置から引き出すための取手を設けたから、給紙カセットの引き出し操作および所定位置へのセット動作を、簡便かつ確実に行うことができる。

請求項４に係る発明では、給紙カセットが給紙装置本体の所定位置にセットされている状態を維持するためのバネ部材を設けたから、給紙カセットが上記所定位置に安定して保持される。とくに上記バネ部材として、ねじりコイルバネを設けた場合には、アーム３３に作用する回動力により、磁石部と着磁部の吸着状態が確実に維持される。

請求項５に係る発明によれば、請求項１〜４のいずれかに記載の給紙装置による効果が得られる画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面をもとに説明する。図１は本発明の給紙装置４が配備された画像形成装置１の全体構造を示す概略説明図である。図１において、画像形成装置本体１Ａには、感光体ドラム３を有し周知の電子写真プロセスに基づいて画像形成を行う画像形成部２が設けられている。この画像形成部２の下方には、転写用の用紙を給紙する給紙カセット４Ａを上下２段に有する給紙装置４が設けられている。図１において、符号４Ｂは給紙装置本体、４Ｃは給紙手段、符号５は手差し給紙部、符号６は用紙の表裏を反転する両面ユニットである。

上記画像形成装置１において、給紙装置４または手差し給紙部５から給紙された用紙は、搬送ローラ１０を介してレジストローラ対１１に送られ、さらにこのレジストローラ対１１によって、画像形成部２で形成されるトナー像とタイミングを合わせて転写部に搬送される。転写部には、転写ベルト７が設けられており、転写部に送られた用紙は未定着トナー像が転写されるとともに、転写ベルト７の走行によってさらに上方へ搬送され、定着ローラ対８で挟持される。定着ローラ対８によって搬送される用紙に、加熱および加圧の作用によって未定着トナー像が永久画像として定着され、この用紙はさらに上方に搬送される。

定着ローラ対８の上方には、用紙の搬送先を排紙部９か両面ユニット６かに選択的に切り換える切り換え爪１２が配置されている。この切り換え爪１２は、実線で示す位置にある時、用紙を排紙部９に導き、鎖線で示す位置にあるときは用紙を両面ユニット６へ案内する。

両面ユニット６には、入り口近くに反転爪１３が配置され、この反転爪１３に続いて反転ローラ１４が設けられている。切り換え爪１２によって両面ユニット６に搬送された用紙は、反転爪１３が当初実線の位置にあるので反転ローラ１４によってスイッチバック（反転）路１５に送られ、用紙の後端が反転爪１３を抜けると、この反転爪１３が鎖線の位置に切り換わるとともに、反転ローラ１４が逆回転を始める。この切り換えによって、用紙は後端が先頭となって両面ユニット搬送路１６を通り、再びレジストローラ対１１に送られ、このとき用紙は表裏が反転されているので、裏面に画像が形成される。

図２は、給紙装置４の要部構造を示す概略正面図（給紙カセット４Ａを引き出し・セットする場合の操作面側を示す図）、すなわち給紙カセット４Ａが画像形成装置本体１Ａに配備された給紙装置本体４Ｂにセットされているときの状態を示す説明図である。給紙カセット４Ａには、用紙補給や用紙交換の際に引き出したり、押し込んだりするための取手３０が設けられ、給紙カセット４Ａの両側にある凸部４ａ，４ｂが、給紙本体４Ｂに取り付けられたレール２０ａ，２０ｂにスライド自在（図２の紙面に垂直方向にスライドする）に支持されている。

図３は図２の右側面図であって、給紙装置４の要部構造を示すとともに、給紙カセット４Ａが給紙装置本体４Ｂの所定位置にセットされているときの状態を示している。給紙カセット４Ａには、これが図３の左右方向に移動（上記したスライド動作）できるように上記取手３０が取り付けられている。給紙カセット４Ａに設けられたブラケット３１には、第１の軸３２を支点にして回動自在に支持されたアーム３３が設けられている。このアーム３３の上端部には、取手３０の端部に設けたリブ３０ａに接触してこれを受ける第２の軸３４が設けられている。また、軸３２には、ねじりコイルバネ３５が装着され、このバネ３５による回動力がアーム３３に、すなわち軸３４をリブ３０ａに圧接させる向きに作用している。したがって、バネ３５は給紙カセット４Ａを給紙装置本体４Ｂ側に付勢している。さらに、マグネットキャッチ３６とフレーム３７の間には、衝撃吸収用の弾性部材３８が設けられている。

さらに、ブラケット３１の下部には、第３の軸３９を支点にして回動自在に支持された剥離爪４０が設けられている。上記第１の軸３２には第１のギヤ４１が、軸３９に第２のギヤ４２がそれぞれ取り付けられ、これらギヤ４１，４２の噛合・回動により、アーム３３と剥離爪４０が連動するように構成されている。また、給紙装置本体４Ｂのフレーム３７には、弾性部材３８を介してマグネットキャッチ３６が設けられ、このマグネットキャッチはブラケット３１先端の着磁面に、磁力によって吸着されている。上記ねじりコイルバネ３５は、アーム３３に常時、時計方向の回動力を付与するための部材であって、給紙カセット４Ａが給紙装置本体４Ｂの所定位置にセットされている状態を維持するためのものである。

図４（ａ）（ｂ）は、図３においてオペレータが取手３０を摘んで給紙カセット４Ａを給紙装置本体４Ｂから、つまり画像形成装置本体１から手前に引き出すときの状態を示す側面図である。図４ａにおいて取手３０を引っ張ると、リブ３０ａと第２の軸３４の圧接によりアーム３３が反時計方向に回動し、第１のギヤ４１が反時計方向に、第２のギヤ４２が時計方向にそれぞれ回動することによって、剥離爪４０が時計方向に回動する。

すると、剥離爪４０の爪先４０ａが、ブラケット３１とマグネットキャッチ３６の間に挿入される。このときの動作は、図３と図４（ａ）を比較すれば明らかである。この場合、爪先４０ａを断面くさび状として回動により上記挿入操作を行うようにしているため、給紙カセット４Ａを給紙装置本体４Ｂから低い力で容易に引き出すことができる。図５はこのときの状態を拡大して示す断面図である。通常、マグネットキャッチ３６の着磁面は櫛歯状の板金で構成され、この板金部分がブラッケット３１の着磁面に着磁している。剥離爪４０の爪先４０ａを櫛歯状に形成し、マグネットキャッチ３６の着磁面の櫛歯状板金から外すことで、剥離爪４０の爪先４０ａがブラケット３１とマグネットキャッチ３６の間に入り込みやすくなっている。

剥離爪４０の爪先４０ａがブラケット３１とマグネットキャッチ３６の間に挿入されると、剥離爪４０がマグネットキャッチ３６を押圧する結果（図５）、弾性部材３８が弾性変形により撓み、マグネットキャッチ３６が若干時計方向に回動するため、マグネットキャッチ３６が上方側よりブラケット３１から引き離される。さらに取手３０を引き出すと、給紙カセット４Ａの凸部４ａ，４ｂがレール２０ａ，２０ｂに対してスライド移動し、給紙カセット４Ａを給紙装置本体４Ｂから、したがって画像形成装置本体１Ａから引き出すことができる。

この場合、このブラッケット３１は、給紙カセットを単に水平方向に引き離す場合に比べて格段に小さい力で、マグネットキャッチ３６から引き離すことが可能となるから、画像形成装置本体からの給紙カセット引き出し操作を、より小さい力で行うことができる。図４ｂはこのときの状態を示している。

また、取手３０から手を放すか、または引く力を弱めれば、アーム３３はコイルスプリング３５（図３、図４ａ、図４ｂ）の付勢力によって時計方向に回動し、取手３０とともに通常状態（この画像形成装置による画像形成が行える状態）に戻される。給紙カセット４Ａが給紙装置本体４Ｂに、つまり画像形成装置本体１Ａに（正しく）セットされているときには、この通常状態に維持されている。

図６は、給紙カセット４Ａを画像形成装置本体１Ａに強く押し込んだり、勢い良く押し込んだりしたときのマグネットキャッチ３６、弾性部材３８および、給紙装置本体４Ｂのフレーム３７の状態を示す断面図である。ブラッケット３１とマグネットキャッチ３６により、画像形成装置本体１Ａに対する給紙カセット４Ａの位置決めを行う構造となっているため、給紙カセット４Ａを押し込んでセットする場合には、最初にブラッケット３１がマグネットキャッチ３６に当接し、その他の部分は左右方向に浮いた状態になる。このため、給紙カセット４Ａを強く押し込んだり、勢い良く押し込んだりすると、ブラケット３１と給紙カセット４Ａの固定部分が破損しやすくなる。

そこで、図３の給紙装置では、上記左右方向の浮き分を吸収するための弾性部材３８を、マグネットキャッチ３６と給紙装置本体４Ｂのフレーム３７の間に設けている。給紙カセット４Ａが所定の位置よりも奥に押し込まれた状態では、弾性部材３８が圧縮変形することにより、ブラケット３１と給紙カセット４Ａの取り付け部に掛かる力が減衰し、その後弾性部材３８が弾性力によって元の形状に戻ることで、給紙カセット４Ａが画像形成装置本体１Ａの通常位置に落ち着く。

上記弾性部材３８はゴムや圧縮バネで構成される。また、上記剥離爪４０を非磁性体で構成することにより、ブラッケット３１とマグネットキャッチ３６の当接を、より容易に引き離すことができる。なお、図３、図５および図６において符号４０ｂは、剥離爪４０回動時の爪先４０ａを案内するガイド部材である。

本発明の給紙装置が配備された画像形成装置の全体構造を示す概略説明図である。 本発明の給紙装置の要部構造を示す正面図（給紙カセットを引き出し・セットする場合の操作面側を示す図）である。 図２の右側面図であって、給紙装置の要部構造を示すものである。 （ａ）（ｂ）は、給紙装置本体から上記給紙カセットを引き出すときの状態を示す側面図である。 給紙装置本体から上記給紙カセットを引き出すときの側面図であって、剥離爪の爪先が、ブラケットとマグネットキャッチの間に挿入されるときの状態を示すものである。 上記給紙カセットを給紙装置本体に強く押し込んだり、勢い良く押し込んだりしたときのマグネットキャッチ、弾性部材および、給紙装置本体のフレームの状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１Ａ 画像形成装置本体
２ 画像形成部
３ 感光体ドラム
４ 給紙装置
４Ａ 給紙カセット
４Ｂ 給紙装置本体
４Ｃ 給紙手段
４ａ，４ｂ 凸部
５ 手差し給紙部
６ 両面ユニット
７ 転写ベルト
８ 定着ローラ対
９ 排紙部
１０ 搬送ローラ
１１ レジストローラ対
１２ 切り換え爪
１３ 反転爪
１４ 反転ローラ
１５ スイッチバック（反転）路
１６ 両面ユニット搬送路
２０ａ，２０ｂ レール
３０ 取手
３０ａ リブ
３１ ブラケット
３２ 第１の軸
３３ アーム
３４ 第２の軸
３５ ねじりコイルバネ
３６ マグネットキャッチ
３７ フレーム
３８ 弾性部材
３９ 第３の軸
４０ 剥離爪
４０ａ 爪先
４０ｂ ガイド部材
４１ 第１のギヤ
４２ 第２のギヤ

Claims (5)

1. 給紙カセットを給紙装置本体に引き出し自在に備えるとともに、給紙カセットからの給紙動作が行われるときには、該給紙カセットが給紙装置本体の所定位置に、これらの間に作用する磁力で吸着保持されている給紙装置であって、
   前記給紙カセットには、給紙装置本体からの引き出し操作時に回動し、かつ給紙装置本体へのセット時に前記引き出し操作時と逆向きに回動するアームと、該アームの回動により回動する剥離爪とを設け、
   前記給紙装置本体にはフレームと、給紙カセットから用紙を給送する給紙手段とを設け、
   前記給紙カセット、前記フレームの一方に磁石部を、他方に着磁部をそれぞれ設け、磁力でこれら磁石部と着磁部を吸着させることにより、給紙カセットが給紙装置本体の前記所定位置に吸着保持されるようにし、
   前記磁石部または前記着磁部に弾性部材を設け、
   前記給紙カセットを給紙装置本体の所定位置から引き出すときには、前記アームの回動により前記剥離爪を前記磁石部・着磁部間に回動挿入することにより前記弾性部材を弾性変形により撓ませてこれらを離間させ、
   給紙カセットを給紙装置本体に押し込んで前記所定位置にセットするときには、前記磁石部・着磁部間に挿入された剥離爪を、前記アームの回動により回動離脱させるとともに、前記吸着保持状態に戻すようにしたことを特徴とする給紙装置。
2. 前記剥離爪は、非磁性体であることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記給紙カセットを給紙装置本体から引き出すための取手を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の給紙装置。
4. 前記給紙カセットが給紙装置本体の所定位置にセットされている状態を維持するためのバネ部材を適所に設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の給紙装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の給紙装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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