JP4599316B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に関し、特に装置本体に対し水平方向に着脱される給紙カセットを備えた画像形成装置に関するものである。

従来の画像形成装置の構成を図９に示す。画像形成装置（例えばプリンタ）１００では、画像形成動作を行う場合、帯電ユニット４により図中時計回りに回転する感光体ドラム５が一様に帯電され、原稿画像データに基づく露光ユニット（レーザ走査ユニット等）７からのレーザビームにより感光体ドラム５上に静電潜像が形成され、現像ユニット８により静電潜像に現像剤（以下、トナーという）が付着されてトナー像が形成される。

この現像ユニット８へのトナーの供給はトナーコンテナ９から行われる。なお、画像データはパーソナルコンピュータ（図示せず）等から送信される。また、感光体ドラム５の表面の残留電荷を除去する除電装置（図示せず）がクリーニング装置１８の下流側に設けられている。

上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム５に向けて、用紙が給紙カセット１０又は手差しトレイ１１から用紙搬送路１２及びレジストローラ対１３を経由して搬送され、転写ローラ１４（画像転写部）により感光体ドラム５の表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム５から分離され、定着ローラ対１５ａを有する定着部１５に搬送されてトナー像が定着される。定着部１５を通過した用紙は、用紙搬送路１６により装置上部に搬送され、排出ローラ対１７より排出トレイ１８に排出される。

次に、給紙カセットの構成について説明する。図１０は、給紙カセット１０の側面断面図であり、ここでは給紙カセット１０を図９の紙面裏側から見た状態を示している。カセットベース２５内には、支点２８ａを中心に回動可能に支持された用紙積載板２８が配置されており、この用紙積載板２８上に用紙２６が載置される。３１は、用紙２６の後端を揃える後端カーソルであり、用紙搬送方向（左右方向）に移動可能に設けられている。用紙積載板２８の下方には扇形ギヤ３２と共に回動する押し上げレバー３３が配置されており、扇形ギヤ３２にはギヤ（以下、カセット側ギヤという）３４が連結されている。

給紙カセット１０が装置本体内に挿入され、カセット側ギヤ３４がモータ（図示せず）に連結された装置本体側のギヤ（以下、装置本体側ギヤという）３６に噛み合うことにより、扇形ギヤ３２及び押し上げレバー３３を介して用紙積載板２８に駆動力が伝達される。また、画像形成装置１００には用紙２６の上端を検知するセンサ（図示せず）が設けられており、センサの検知結果に応じてモータを所定量回転させ、押し上げレバー３３の先端を徐々に上昇させることにより、用紙積載板２８上にセットされた用紙２６は、所定の圧力で装置本体側に設けられたピックアップローラ２９に押しつけられる。ここで画像形成装置のコピー開始ボタンがオンされると、ピックアップローラ２９及び搬送ローラ対３０の駆動ローラ３０ａが図中矢印方向に回転駆動される。

用紙２６は、ピックアップローラ２９によって通常上段の複数枚が搬送ローラ対３０に送られる。搬送ローラ対３０に送られた複数枚の用紙は、停止又は駆動ローラ３０ａと同方向に回転する分離ローラ３０ｂにより、最上の１枚のみが分離されて用紙搬送路１２に向けて搬送される。３５はカセットカバーであり、その表面側が外部に露出して画像形成装置１００本体の外装面の一部を構成する。

このような画像形成装置においては、用紙を補充するために装置本体から給紙カセット１０を水平方向（図９では右方向）に引き出し、用紙を補充した後に給紙カセット１０を再度逆方向（図９では左方向）に押し込んで装置本体内へ挿入する。図１１は、給紙カセット１０が画像形成装置本体から引き出された状態を示す斜視図である。

カセットベース２５の左右両側には、装置本体の内側面に設けられたカセットガイド４０ａ、４０ｂに係合するガイドリブ４１ａ、４１ｂが設けられており、給紙カセット１０を矢印ＡＡ′方向に摺動させて画像形成装置１００本体からの着脱操作が行われる。なお、ここではガイドリブ４１ｂは図示していない。

ここで、図１０のようにカセット側ギヤ３４が装置本体側ギヤ３６の斜め上方から連結している場合、この状態で給紙カセット１０を水平方向に引き抜くと、カセット側ギヤ３４及び装置本体側ギヤ３６が干渉してしまう。特に、用紙２６が満載状態に近い場合は、扇形ギヤ３３及びカセット側ギヤ３４は用紙２６の重量により回転し難い状態となる。一方、装置本体側ギヤ３６もモータ及びギヤ列が連結しているため回転負荷が大きくなっている。そのため、給紙カセット１０の円滑な引き抜き操作が行えず、無理に引き抜くとギヤ歯を破損してしまうおそれもあった。このカセット側ギヤ３４と装置本体側ギヤ３６との干渉は、給紙カセット１０を装置本体に挿入する場合にも生じる。

そこで、装置本体側ギヤとカセット側ギヤとの干渉を回避して給紙カセットの着脱を円滑に行う方法が種々提案されており、例えば特許文献１には、給紙ユニット側の駆動伝達ギヤを変位可能に設け、装置本体側のギヤとの衝突を防止して給紙ユニットの着脱を容易にする方法が開示されている。また、特許文献２には、シート収納トレイの枠体フレームに、リフター板（用紙積載板）、ピックアップローラ、及び分離ローラを退避させる突起を形成することにより、トレイ内の用紙に損傷を与えることなくシート収納トレイのスライド操作を可能とした画像形成装置が開示されている。

しかしながら、特許文献１及び２の方法では、いずれも用紙積載板を駆動するギヤのみを退避させる機構を必要とするため、給紙カセット側及び装置本体側の構成が複雑化し、装置の大型化、高コスト化に繋がるという問題点があった。
特開平１０−１０９７６７号公報 特開平１０−８７０８５号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、給紙カセットの着脱時におけるカセット側ギヤと装置本体側ギヤとの干渉を回避可能な画像形成装置を簡便且つ低コストで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は、用紙を収納するハウジングと、該ハウジングの左右両側に設けられるガイドリブと、前記ハウジング内の駆動部材に駆動力を入力するカセット側ギヤとを有し、装置本体に対し水平方向に着脱可能な給紙カセットと、前記カセット側ギヤに駆動力を伝達する装置本体側ギヤと、前記ガイドリブを摺動可能に支持するカセットガイドと、を備え、前記給紙カセットの着脱操作に伴い前記カセット側ギヤと前記装置本体側ギヤとが回転軸と直交する方向に連結及び離間する画像形成装置において、前記ガイドリブの下面より突出する第１突起部と、前記カセットガイドの上面より突出して前記カセット側ギヤが前記装置本体側ギヤから離間する直前に前記第１突起部が乗り上げ、前記カセット側ギヤと前記装置本体側ギヤとを連結する直前に前記第１突起部が脱落する第２突起部とを設けたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記第１突起部と前記第２突起部のうち少なくとも一方には傾斜面が設けられ、該傾斜面に沿って前記第１突起部が乗り上げ又は脱落することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記傾斜面の傾きは、前記カセット側ギヤ及び前記装置本体側ギヤの回転中心を結ぶ直線と水平面とがなす角に略等しいことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記駆動部材は、前記ハウジング内に一端が回動可能に支持される用紙積載板であることを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、ガイドリブ及びカセットガイドに設けられた第１及び第２突起部により、給紙カセットの装置本体からの引き出し時及び装置本体への挿入時におけるカセット側ギヤと装置本体側ギヤとの干渉を回避して円滑な操作を可能にするとともに、ギヤの破損を効果的に防止することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、第１突起部と第２突起部のうち少なくとも一方に設けられた傾斜面に沿って第１突起部が第２突起部に乗り上げ、又は第２突起部から脱落することにより、給紙カセットの引き出し及び挿入操作がより円滑になるとともに、傾斜面の傾きを調整してカセット側ギヤの移動方向を調整することができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、傾斜面の傾きを、カセット側ギヤ及び装置本体側ギヤの回転中心を結ぶ直線と水平面とがなす角に略等しくすることにより、装置本体側ギヤに対するカセット側ギヤの移動方向が最適な方向となり、カセット側ギヤと装置本体側ギヤとの離間及び連結操作を最も円滑に行うことができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の画像形成装置において、カセット側ギヤにより駆動力が入力される駆動部材を用紙積載板とすることにより、特に用紙の重量によりカセット側ギヤの回転負荷が大きくなる場合にも、装置本体側ギヤとの干渉を回避して給紙カセットを円滑に着脱可能となる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の画像形成装置に用いられる給紙カセットをカセット側ギヤ３４方向（右側面）から見た部分斜視図である。従来例の図１０及び図１１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図１に示すように、カセットベース２５の側面にはガイドリブ４１ｂが付設されており、ガイドリブ４１ｂの挿入方向下流側端部の下面には第１突起部４２が一体成型されている。なお、ここでは図示しないが、カセットベース２５の左側面にも第１突起部４２が一体成型されたガイドリブ４１ａが付設されている。

図２は、給紙カセットを装置本体内に挿入した状態を示す部分斜視図である。なお、ここでは説明の便宜のため、装置本体の右フレーム４３ｂの内部が見えるように外装カバーを取り外した状態を表している。装置本体側ギア３６は、ギヤ４４〜４７から成るギヤ列を介してモータ４８に連結されており、右フレーム４３ｂの内側面においてカセット側ギヤ３４（図１参照）に噛み合うようになっている。

図３は、図１における第１突起部４２付近の部分拡大図である。カセット側ギヤ３４は、略上半分がカセットベース２５によりカバーされており、装置本体から給紙カセット１０を引き出した場合に外力によるカセット側ギヤ３４の傷付きや破損を防止する。第１突起部４２は、カセット側ギヤ３４に対し挿入方向下流側（図の左側）となるガイドリブ４１ｂの下面に設けられており、挿入方向両端には傾斜面４２ａ及び４２ｂが形成され、側面視台形状をなしている。なお、左フレーム４３ａ（図２参照）側に付設されるガイドリブ４１ａにも、同一形状の第１突起部４２がガイドリブ４１ｂと対称な位置に形成されている。

図４は、給紙カセットを装置本体から引き出した状態を斜め左方向から見た部分斜視図であり、図５は、斜め右方向から見た部分斜視図である。装置本体の左フレーム４３ａ及び右フレーム４３ｂの内側面には、ガイドリブ４１ａ、４１ｂ（図１参照）を摺動可能に支持するレール状のカセットガイド４０ａ、４０ｂが形成されており、給紙カセット１０はカセットガイド４０ａ、４０ｂに沿って水平方向に着脱される。カセットガイド４０ａ、４０ｂの前端部には第２突起部５０が一体形成されている。また、カセットベース２５から略下半分が露出するカセット側ギヤ３４（図３参照）との連結が可能となるように、装置本体側ギヤ３６の前面側上半分が右フレーム４３ｂの内側面から露出している。

図６は、第２突起部５０付近の部分拡大図であり、図６（ａ）がカセットガイド４０ｂ側、図６（ｂ）がカセットガイド４０ａ側を示している。図６に示すように、同一形状の第２突起部５０が、カセットガイド４０ａ側及び４０ｂ側において対称な位置に設けられており、装置前面側（図６（ａ）では右側、図６（ｂ）では左側）の端部には傾斜面５０ａが形成され、他端には垂直な段差が形成されている。また、第２突起部５０の突出高さは、第１突起部４２（図３参照）の突出高さと略等しくなっている。

次に、給紙カセットの引き出し操作によりカセット側ギヤ３４が装置本体側ギヤ３６から離間する仕組みについて、図７及び図８を参照しながら詳述する。なお、ここでは説明の便宜のため、用紙積載板２８，扇形ギヤ３２、押し上げレバー３３等は記載を省略している。図７は、給紙カセット１０が所定位置まで挿入され、カセット側ギヤ３４と装置本体側ギヤ３６とが噛み合った状態を示している。このとき、第１突起部４２は第２突起部５０から脱落している。

図７の状態から給紙カセット１０を前方（図８の矢印Ｂ方向）に引き出すと、第１突起部４２は傾斜面４２ａ側から第２突起部５０に乗り上げていくため、引き出し開始直後は、給紙カセット１０は右フレーム４３ｂに対し水平ではなく、斜め上方向（図８では左上方向）に移動する。従って、カセット側ギヤ３４も装置本体側ギヤ３６に対し図８の左上方向に移動するため、カセット側ギヤ３４を装置本体側ギヤ３６から円滑に離間させることができる。そして、第１突起部４２は第２突起部５０に完全に乗り上げた後、傾斜面５０ａに沿って再び脱落し、給紙カセット１０はカセットガイド４０ｂに沿って水平に引き出される。

一方、給紙カセット１０を装置本体に挿入する場合は上述と逆の手順となる。即ち、給紙カセット１０を所定量挿入すると、第１突起部４２は傾斜面４２ｂ側から傾斜面５０ａに沿って第２突起部５０に乗り上げる。そして、カセット側ギヤ３４が装置本体側ギヤ３６に噛み合う直前に傾斜面４２ａに沿って第２突起部５０から脱落し、給紙カセット１０は斜め下方向（図８では左下方向）に移動する。従って、カセット側ギヤ３４も装置本体側ギヤ３６に対し図８の左下方向に移動するため、カセット側ギヤ３４を装置本体側ギヤ３６に円滑に連結させることができる。

また、カセット側ギヤ３４と装置本体側ギヤ３６との干渉をできる限り少なくするためには、カセット側ギヤ３４及び装置本体側ギヤ３６の回転中心を結ぶ直線方向（図の矢印ＣＣ′方向）にカセット側ギヤ３４を往復移動させることが好ましい。ここで、カセット側ギヤ３４の移動方向は、第１突起部４２の傾斜面４２ａの傾きによって決まるため、傾斜面４２ａの傾きを、カセット側ギヤ３４及び装置本体側ギヤの回転中心を結ぶ直線と水平面とがなす角θに略等しくすれば、カセット側ギヤ３４と装置本体側ギヤ３６との離間及び連結操作を最も円滑に行うことができる。

なお、ここでは第１突起部４２が傾斜面４２ａに沿って第２突起部５０に乗り上げる構成としたが、例えば傾斜面４２ａに代えて、第２突起部５０の後端（図の右端）側に傾斜面を設け、この傾斜面に沿って第１突起部４２が摺動する構成としても良い。その場合、第２突起部５０側の傾斜面の傾きをθに略等しくなるように設定すれば良い。或いは、第１突起部４２と第２突起部５０の両方に傾斜面を設けることもできる。また、図７及び図８では右フレーム４３ｂ側について第１突起部４２及び第２突起部５０の関係を説明したが、左フレーム４３ａ側についても全く同様の関係となる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、カセット側ギヤ３４は用紙積載板２８に回動力を入力するためのギヤであるが、これに限定されるものではなく、例えば給紙ローラ３０ａに対し分離ローラ３０ｂを逆回転させる構成の場合、分離ローラ３０ｂへの回転力入力用のギヤをカセット側ギヤ３４として本発明を適用しても良い。さらに、複数の装置本体側ギヤ３６に対し複数のカセット側ギヤ３４を同時に離間及び連結させる構成としても良い。

また、ここでは画像形成装置としてプリンタを例に挙げて説明したが、給紙カセットが水平方向に着脱される構成であれば、複写機やファクシミリ等の他の画像形成装置にも本発明が適用できるのはもちろんである。

本発明は、用紙を収納するハウジングと、該ハウジングの左右両側に設けられるガイドリブと、ハウジング内の駆動部材に駆動力を入力するカセット側ギヤとを有し、装置本体に対し水平方向に着脱可能な給紙カセットと、カセット側ギヤに駆動力を伝達する装置本体側ギヤと、ガイドリブを摺動可能に支持するカセットガイドと、を備え、給紙カセットの着脱操作に伴いカセット側ギヤと装置本体側ギヤとが回転軸と直交する方向に連結及び離間する画像形成装置において、ガイドリブの下面より突出する第１突起部と、カセットガイドの上面より突出してカセット側ギヤが装置本体側ギヤから離間する直前に第１突起部が乗り上げ、カセット側ギヤと前記装置本体側ギヤとを連結する直前に第１突起部が脱落する第２突起部とを設けたものである。

これにより、従来に比べてカセット側ギヤと装置本体側ギヤとの干渉を低減して給紙カセットの着脱操作性を向上するとともに、ギヤの破損を効果的に防止可能な画像形成装置を簡易な構成で提供することができる。

また、第１突起部と第２突起部のうち少なくとも一方に傾斜面を設け、傾斜面に沿って第１突起部が第２突起部に対し乗り上げ又は脱落することとしたので、給紙カセットの着脱操作がより円滑なものとなり、さらに傾斜面の傾きの調整によって装置本体側ギヤに対するカセット側ギヤの移動方向を調整可能となる。このとき傾斜面の傾きを、カセット側ギヤ及び装置本体側ギヤの回転中心を結ぶ直線と水平面とがなす角に略等しくすれば、装置本体側ギヤに対するカセット側ギヤの移動方向が最適な方向となる。

また、特に用紙の重量によりカセット側ギヤの回転負荷が大きくなる用紙積載板が駆動部材である場合にも、ギヤを破損することなく給紙カセットを円滑に着脱可能な画像形成装置となる。

は、本発明の画像形成装置に用いられる給紙カセットをカセット側ギヤ方向（右側面）から見た部分斜視図である。 は、給紙カセットを装置本体内に挿入した状態を示す部分斜視図である。 は、図１における第１突起部付近の部分拡大図である。 は、給紙カセットを装置本体から引き出した状態を斜め左方向から見た部分斜視図である。 は、給紙カセットを装置本体から引き出した状態を斜め右方向から見た部分斜視図である。 は、カセットガイド４０ｂ側（図６（ａ））及びカセットガイド４０ａ側（図６（ｂ））の第２突起部付近の部分拡大図である。 は、カセット側ギヤと装置本体側ギヤとが噛み合った状態における第１及び第２突起部の位置関係を示す側面図である。 は、カセット側ギヤが装置本体側ギヤから離間する際の第１及び第２突起部の位置関係を示す側面図である。 は、従来の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。 は、従来の給紙カセットの構成を示す側面断面図である。 は、給紙カセットが画像形成装置本体から引き出された状態を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 給紙カセット
２５ カセットベース（ハウジング）
２８ 用紙積載板（駆動部材）
３２ 扇形ギヤ
３３ 押し上げレバー
３４ カセット側ギヤ
３５ カセットカバー（ハウジング）
３６ 装置本体側ギヤ
４０ａ、４０ｂ カセットガイド
４１ａ、４１ｂ ガイドリブ
４２ 第１突起部
４２ａ、４２ｂ 傾斜面（第１突起部）
４３ａ 左フレーム
４３ｂ 右フレーム
４４〜４７ ギヤ
４８ モータ
５０ 第２突起部
５０ａ 傾斜面（第２突起部）
１００ 画像形成装置

Claims (4)

1. 用紙を収納するハウジングと、該ハウジングの左右両側に設けられるガイドリブと、前記ハウジング内の駆動部材に駆動力を入力するカセット側ギヤとを有し、装置本体に対し水平方向に着脱可能な給紙カセットと、
   前記カセット側ギヤに駆動力を伝達する装置本体側ギヤと、前記ガイドリブを摺動可能に支持するカセットガイドと、を備え、
   前記給紙カセットの着脱操作に伴い前記カセット側ギヤと前記装置本体側ギヤとが回転軸と直交する方向に連結及び離間する画像形成装置において、
   前記ガイドリブの下面より突出する第１突起部と、前記カセットガイドの上面より突出して前記カセット側ギヤが前記装置本体側ギヤから離間する直前に前記第１突起部が乗り上げ、前記カセット側ギヤと前記装置本体側ギヤとを連結する直前に前記第１突起部が脱落する第２突起部とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１突起部と前記第２突起部のうち少なくとも一方には傾斜面が設けられ、該傾斜面に沿って前記第１突起部が乗り上げ又は脱落することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記傾斜面の傾きは、前記カセット側ギヤ及び前記装置本体側ギヤの回転中心を結ぶ直線と水平面とがなす角に略等しいことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記駆動部材は、前記ハウジング内に一端が回動可能に支持される用紙積載板であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。