JP4773983B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関し、特にシートを収納するシート収納部を着脱可能に装着するようにしたものに関する。
従来の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、シートを収納するシート収納部を装置本体に着脱自在に装着するようにしたものがある。そして、このような画像形成装置では、画像形成時、シート収納部である給紙カセットに収納されたシートを順次画像形成部へ搬送し、画像形成部においてシートへの画像記録を行っている。
ところで、この給紙カセットは、例えばシート充填のため、又はシートサイズの変更のため着脱されるが、シートを充填した後、装着動作を行うと、シート充填後の給紙カセットは重いためユーザーに大きな負担を与える。また、給紙カセットが重い場合、装着の際、力を入れすぎると装着方向の勢いが付くため、装着時に衝撃が生じ、この衝撃により充填されたシートの位置がズレたり又は給紙カセットが破損するという場合がある。
そこで、従来は、例えばカセット収容部内部に引込み装置を設けるようにしている。そして、給紙カセットを挿入する際、この引込み装置に給紙カセットの背面に設けられた係止ピンを係止させ、係止ピンを介して引込み装置により給紙カセットを引込むようにしている(特許文献1参照)。
図8は、このような従来の引込み装置の構成を示すものであり、引込み装置101は、揺動可能なトグルアーム121と、トグルアーム121の揺動支点(中心)となるトグル軸124と、トグルバネ125を有するトグル機構101Cを備えている。
トグルアーム121は、給紙カセットの係止ピン171を掴んだ(係止した)状態で揺動することにより係止ピン171を介して給紙カセットを引込むためのものである。なお、このトグルアーム121の揺動端部には係止ピン171を掴む(係止する)ためのトグル受け部122が形成されている。
トグルバネ125は、引込み装置本体101Aに設けられた軸126及びトグルアームに設けられた連結軸123の間に掛けられたものであり、その収縮力によりトグルアーム121に回転モーメントを発生させ、給紙カセットを引込む力を生じさせるものである。
このトグルバネ125のバネ力の作用方向は、トグルアーム121の揺動に伴い連結軸123が、トグル軸124、軸126及び連結軸123が直線上に並ぶ中立点を通過すると、反転するようになっている。
なお、トグルアーム121は、給紙カセットが挿入されるまでは、トグルバネ125が図9の(a)に示す中立点より、図9の(b)に示す給紙カセット装着方向上流側に位相が少しずれた位置で待機している。
そして、給紙カセットが挿入され、これに伴い給紙カセットの係止ピン171をトグル受け部122により掴んだトグルアーム121が中立点に向かって揺動すると、やがてトグルアーム121はトグルバネ125の中立点の位置を超える。ここで、このようにトグルバネ125の中立点の位置を超えると、トグルバネ125のバネ力により、図10に示すようにトグルアーム121は瞬間的に給紙カセット装着方向下流側に移動し、これにより給紙カセットは給紙可能位置に引込まれる。
このように、トグルバネ125により給紙カセットを引き込むようにすることにより、給紙カセット挿入時のユーザーの負担を軽くし、またトグルバネ125のバネ力を調整することにより、カセット挿入時のシートの位置ズレや破損といった問題を解決できる。
また、図8において、150は引込み装置本体上面に形成された案内溝であり、給紙カセットが引き込まれる際、係止ピン171は、この案内溝150に沿って移動するようになっている。なお、151は、この案内溝150に係止ピン171を導入するための導入開口部である。
この案内溝150は、給紙カセット装着方向と平行で直線形状である引込み開始部154と、引込み開始部154の給紙カセット装着方向下流側に設けられた引込み力保持部155とから構成されている。
ところで、係止ピン171が案内溝150に沿って移動する場合、給紙カセットが引っ張り込まれるに従い、係止ピン171に力を伝達しているトグルアーム121の係止ピン171に対するモーメント作用点の位置が刻々と変化する。
ここで、案内溝150の終盤域が直線状の場合、それまではトグル軸124に近づくように移動していた係止ピン171に対するモーメント作用点が、トグル軸124より離れる方向に移動する。そして、このようにモーメント作用点がトグル軸124より離れる方向に移動すると、給紙カセット52を引き込むための搬送力が弱くなり、引き込み不良を起こすおそれがある。
そこで、トグルアーム121のモーメント作用点の位置がトグル軸124から一定になるように引込み力保持部155は、トグル軸124を中心とする略円弧状に湾曲した形状となっている。そして、このように案内溝150の終盤域を形成する引込み力保持部155を直線形状ではなく湾曲形状にすることにより、案内溝150の終盤域における引込み力の低下を防止するようにしている。
特開2006−151687号公報(第10頁、図3)
ところで、このような従来の画像形成装置において、給紙カセットを挿入した際、トグル受け部122と給紙カセットの係止ピン171とが干渉しないようにする必要がある。このため、図11に示すように、引込み装置101の導入開口部151には、係止ピン171とトグルアーム121のトグル受け部122との干渉を回避するための干渉回避用開口部152が形成されている。
そして、干渉回避用開口部152を形成することにより、給紙カセットの挿入の際、係止ピン171は給紙カセット装着方向と直交する方向に回動しながらトグル受け部122と干渉することなくトグル受け部122により掴まれる位置に移動することができる。また、この後、係止ピン171は、引込み力保持部155において、引込み力保持部155の湾曲形状により給紙カセット装着方向と直交する方向(以下、左右方向という)において、引込み幅W3の範囲で回動する。
つまり、給紙カセットを装着する際、係止ピン171の左右方向の全回動範囲Wは、式(1)に示すように、干渉回避用開口部152における回避幅W1と、湾曲形状を有する引込み力保持部155における引込み幅W3とを合わせたものとなる。
全回動範囲W = 回避幅W1 + 引込み幅W3 …(1)
したがって、引込み装置101により給紙カセットが引き込まれるようにするためには、係止ピン171を、少なくとも全回動範囲Wの範囲で回動可能に給紙カセットに取り付けるようにする必要がある。
また、このような回動範囲を有する係止ピン171を、確実に導入開口部151を通して案内溝150に導入するためには、導入開口部151の形成範囲Yは、式(2)に示すように係止ピン171の全回動範囲Wと等しいか、それより大きくなければならない。
導入開口部形成範囲Y ≧ 全回動範囲W …(2)
そして、式(1)と式(2)から、導入開口部形成範囲Yは式(3)に示すようになる。
導入開口部形成範囲Y ≧ 回避幅W1 + 引込み幅W3 …(3)
ここで、この式(3)から、左右方向の引込み力保持部155の形成範囲が大きくなると、引込み幅W3も大きくなり、導入開口部形成範囲Yが大きくなることが分かる。つまり、引込み力を保持するよう案内溝150に湾曲形状の引込み力保持部155を設けた場合、導入開口部形成範囲Yが大きくなる。ここで、形成範囲とは、導入開口部151の開口の左端と右端との左右方向に沿った距離と定義する。
そして、このように導入開口部形成範囲Yが大きくなると、引込み装置101の導入開口部151の幅が広くなってしまい、これに伴い引込み装置101が大型化してしまう。つまり、引込み装置101の引込み力を保持するよう湾曲形状を有する引込み力保持部155を案内溝150に設けた場合、引込み装置101が大型化し、これに伴い画像形成装置も大型化してしまうという問題があった。
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、大型化することなく、給紙カセット(シート収納部)を確実に引き込むことのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、シートを収納するシート収納部を装置本体に設けられた収容部に着脱可能に装着する画像形成装置において、前記シート収納部に回動可能に設けられた係止部材と、前記収容部に揺動自在に設けられ、前記シート収納部を前記収容部に装着する際、前記係止部材と係合しながら揺動し、前記係止部材を回動させながら前記シート収納部を収容部内に引込む引込み部材と、前記係止部材の引き込み方向の移動を案内する案内溝と、前記係止部材を前記案内溝に導くための導入開口部とを有する案内部材と、を備え、前記導入開口部のシート収納部装着方向と直交する方向の形成範囲を前記案内溝のシート収納部装着方向と直交する方向の形成範囲と同じ又はそれ以下としたことを特徴とするものである。
本発明のように、導入開口部のシート収納部装着方向と直交する方向の形成範囲を案内溝のシート収納部装着方向と直交する方向の形成範囲と同じ又はそれ以下とすることにより、大型化することなく、シート収納部を確実に引き込むことができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタ(LBP)の概略構成を示す図である。
図1において、1はレーザビームプリンタ本体(以下、プリンタ本体という)であり、このプリンタ本体1は、画像形成部1Aを備えており、下方にはオプションカセットデッキ50が設けられている。
ここで、画像形成部1Aは、電子写真方式により画像形成を行うものであり、トナー像を形成する感光体ドラム7a、感光体ドラム7aに形成されたトナー像をシートSに転写する転写ローラ9などを備えている。なお、7は、感光体ドラム7a、帯電器7b、現像スリーブ7c、クリーナ7dを備えたプロセスカートリッジである。
そして、このような構成の画像形成部1Aにおいて、画像形成動作が開始されると、まずレーザ露光装置8により画像信号に応じたレーザ光が感光体ドラム7aに照射され、感光体ドラム上に潜像が形成される。次に、この潜像をプロセスカートリッジ7に収納されたトナーで現像することにより、感光体ドラム上にトナー画像(可視像)が形成される。
また、このようなトナー画像形成動作に並行して給紙カセット2から、或はオプションカセットデッキ50に収納された給紙カセット52からシートSが給送される。そして、このシートSは、搬送ローラ5及びレジストローラ対6によって感光体ドラム7aに形成された画像と同期をとって感光体ドラム7aと転写ローラ9とにより構成される転写部に搬送される。この後、この転写部において、転写ローラ9へバイアスを印加することによってトナー画像がシートSへ転写されるようになっている。
なお、このようなトナー画像が転写されたシートSは、この後、定着部10へ搬送され、この定着部10において加圧・加熱されることによりトナー画像が定着され、さらにこの後、排出ローラ11によって装置上部の排出部12へ排出される。
ところで、オプションカセットデッキ50は、複数の、本実施の形態においては、3つの給紙カセット52(52a,52b,52c)と、給紙カセット上のシートSを最上側より送り出すピックアップローラ53(53a,53b,53c)とを備えている。
なお、3つのシート収納部である給紙カセット52は、様々なサイズ・坪量のシートを積載給紙可能に構成されると共に、オプションカセットデッキ50に着脱可能に装着されるようになっている。また、オプションカセットデッキ50は、プリンタ本体1の載置台を兼用しており、プリンタ本体1を載せた状態での移動を考慮して下面四箇所にキャスタ59が取付けられている。
このオプションカセットデッキ50は、プリンタ本体1から給送信号を受け取ると、その給送信号に適したシートSを積載した給紙カセット52を選択し、選択された給紙カセット52からピックアップローラ53によりシートSを給送するようにしている。なお、このようにピックアップローラ53により送り出されたシートSは、リタードローラ対54(54a,54b,54c)により1枚ずつ分離された後、搬送ローラ56(56a,56b,56c)によりプリンタ本体1に送り込まれる。
ここで、図2に示すように、給紙カセット52の、矢印に示す装着方向下流側の側板52aの外面には、給紙カセット52をオプションカセットデッキ内に挿入する際、後述する図3に示す引き込み装置101により掴まれる係止ピン171が設けられている。この係止部材である係止ピン171は、側板52aの外面に左右方向に回動自在に設けられた係止アーム172に垂設されており、この係止アーム172は、後述する図4に示す軸174を介して給紙カセット52に対して左右方向に回動可能となっている。
また、この係止アーム172の上面には、矢印に示す給紙カセット52の側板52aの上面に形成された溝52bに挿通され、係止アーム172(係止ピン171)の回動範囲を規制する突き当て部173が垂設されている。
そして、このように給紙カセット52に形成された溝52bに突き当て部173を挿通することにより、係止アーム172と共に係止ピン171の左右方向の回動可能範囲を制限することができる。ここで、本実施の形態においては、この溝52b及び突き当て部173により、係止ピン171の左右方向の回動可能範囲を後述する導入開口部に臨む範囲内に保持する保持部を構成するようにしている。
なお、給紙カセット52は、図3に示すオプションカセットデッキ50の収容部57の内壁に対向して設けられたスライドガイド130に沿って収容部57から引き出される、或は収容部57に挿入されるようになっている。
そして、給紙カセット52を収容部57に挿入する操作はユーザーにより行われる。ここで、このように給紙カセット52を収容部57に挿入すると、この後、給紙カセット52に設けられた係止ピン171が収容部57の後側板に取り付けられた引き込み装置101の位置まで到達し、引き込み装置101により係止ピン171が係止される。この後、係止ピン171は引き込み装置101により引っ張り込まれ、これにより給紙カセット52は所定の給紙可能位置まで引き込まれる。
ところで、引込み装置101は、図4に示すように、引込み装置本体101Aに揺動自在に設けられたトグルアーム121を備えている。そして、給紙カセット52を装着する際、この引込み部材であるトグルアーム121を、係止ピン171と係合しながら揺動させることにより、係止ピン171を回動させながら給紙カセット52を収容部内に引込むようにしている。
また、引込み装置101は、引込み開始部154と、引込み開始部154の給紙カセット装着方向下流側に設けられた湾曲部である引込み力保持部155とから構成されている引き込み部153を有する案内溝150を備えている。そして、この案内溝150の給紙カセット装着方向上流端には、係止ピン171を引込み部153に導くための導入開口部151が設けられている。
また、この導入開口部151には、給紙カセット52を挿入した際、トグル受け部122と給紙カセット52の係止ピン171との干渉を回避する干渉回避用開口部152が形成されている。そして、この干渉回避用開口部152の給紙カセット装着方向下流側に、直線部である引込み開始部154が形成されている。なお、図4において、101Bは、これら案内溝150、干渉回避用開口部152が形成された導入開口部151を有する案内部材である引込み装置本体101Aの下面板である。
ここで、本実施の形態において、この引込み開始部154は、給紙カセット装着方向下流側に進むに連れてトグルアーム121から遠ざかる方向に傾斜した直線形状となっている。そして、この引込み開始部154の傾斜量W2は、図5に示すように、係止ピン171が通過する際、係止ピン171の左右方向における回動範囲が、係止ピン171が干渉回避用開口部152を通過する際の回動範囲W1と同じになっている。
また、引込み力保持部155は、引込み開始部154の給紙カセット装着方向下流側に進むに連れて揺動支点であるトグル軸124を中心とする円弧状に湾曲した形状となっている。なお、引込み開始部154の形状は、引込み開始部154の引込み力保持部側を引込み力保持部155の湾曲形状を延長した円弧状に形成し、導入開口部151側を給紙カセット装着方向と平行な直線形状としてもよい。
そして、このような構成の引込み装置101において、給紙カセット52が挿入され、係止ピン171が導入開口部151に達すると、導入開口部151に設けられた干渉回避用開口部152において、係止ピン171は左右方向に回避幅W1の範囲で回動する。
この後、給紙カセット52がさらに挿入されると、係止ピン171は、トグル機構101Cに接続され、トグルアーム121のトグル受け部122に掴まれながらトグルアーム121と一体で引込み開始部154を移動する。このとき、係止ピン171は、左右方向において、既述したように傾斜幅W2(=回避幅W1)の範囲で回動しながら移動する。
さらに、この後、係止ピン171は、トグル機構101Cにより引込み力保持部155において左右方向に引込み幅W3の範囲で回動しながら引込み力保持部内に引き込まれ、これにより給紙カセット52は所定の給紙可能位置まで引き込まれるようになる。
なお、図5において、Wは給紙カセット52が給紙可能位置まで引き込まれるまでの係止ピン171の全回動範囲を示しており、この全回動範囲Wは式(4)に示すように、左右方向において、回避幅W1と傾斜幅W2と引込み幅W3とを合わせたものとなる。
全回動範囲W = 回避幅W1 + 傾斜幅W2 + 引込み幅W3 …(4)
ここで、既述したように回避幅W1と傾斜幅W2は等しく、また回動方向が反対のため回避幅W1と傾斜幅W2との和は0となることから、全回動範囲Wは式(5)に示すようになる。
全回動範囲W = 引込み幅W3 …(5)
また、図5において、Yは導入開口部151の左右方向の形成範囲を示しており、係止ピン171が導入開口部151を通過して引込み部153に導入されるためには、導入開口部形成範囲Yは、全回動範囲Wと同等とする必要がある。ここで、この導入開口部151の形成範囲Yは、シート収納部装着方向と直交する方向における導入開口部151の左端と右端との距離とする。
したがって、上記式(4)及び式(5)から、導入開口部形成範囲Yは式(6)に示すようになる。
導入開口部形成範囲Y = 引込み幅W3 …(6)
このように、本実施の形態においては、引込み開始部154をトグルアーム121から遠ざかる方向に傾斜させることにより、導入開口部151の給紙カセット装着方向(引き込み方向)における形成範囲で案内溝150を湾曲させるようにしている。
つまり、導入開口部151の左右方向の形成範囲を案内溝150の左右方向の形成範囲、即ち引込み幅W3と同じにしている。ここで、案内溝150の左右方向の形成範囲とは、左右方向における案内溝150の最大左端155aと最大右端155bとの間の左右方向に沿った距離とする。
また、本実施の形態においては、既述したように溝52b及び突き当て部173によって構成された保持部により、給紙カセット52を装着する際、係止ピン171の左右方向の回動可能範囲を導入開口部151に臨む範囲内に保持するようにしている。
そして、このように構成することにより、引込み装置101及びこれを備えたレーザビームプリンタ(画像形成装置)を大型化することなく、給紙カセット52を確実に引き込むことができる。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
図6は、本実施の形態に係る引込み装置101により引き込まれる給紙カセット52の構成を示す斜視図である。なお、図6において、既述した図2と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
図6において、175は給紙カセット52が引込み装置101により引き込まれる際、係止ピン171をトグルアーム121から遠ざかる方向に付勢する係止バネである。そして、この係止バネ175により、給紙カセット装着の前、係止アーム172は突き当て部173が給紙カセット52に形成された溝52bにトグルアーム121から遠ざかる方向に突き当たっている状態に保持される。
なお、このように係止アーム172が保持される位置は係止ピン171が干渉回避用開口部152に臨む位置である。即ち、本実施の形態においては、回動可能な係止ピン171は、突き当て部173及び溝52bと共に保持部を構成する係止バネ175により、弾性的に干渉回避用開口部152に臨む位置に保持される。
なお、本実施の形態において、この溝52bは既述した第1の実施の形態と異なり、少なくとも係止バネ175により、係止ピン171を干渉回避用開口部152に臨む位置に保持させる形状を有していれば良い。
また、図7に示すように、干渉回避用開口部152の給紙カセット装着方向下流側に形成される引込み部153は、給紙カセット装着方向と平行な引込み開始部154と、円弧状に湾曲した引込み力保持部155から構成されている。
ここで、導入開口部151は、左右方向において、導入開口部151の導入開口部形成範囲Yが干渉回避用開口部152の回避幅W1(図5参照)だけトグルアーム121から遠ざかる方向に移動した位置に形成されている。
しかし、既述したように係止ピン171は、係止バネ175によって干渉回避用開口部152に臨む位置に保持されているため、給紙カセット52を装着する際、係止ピン171は、干渉回避用開口部152から引込み部153に導入されていくようになる。
そして、このように構成することにより、係止ピン171の全回動範囲Wに関係なく、干渉回避用開口部152を含む導入開口部151の形成範囲Yは、係止ピン171の径Rと略同等とすることができる。また、係止ピン171の径Rは、全回動範囲Wよりも小さいことから、係止ピン171を係止バネ175により付勢するようにすると、導入開口部形成範囲Yを全回動範囲Wより小さくすることができる。
このように、本実施の形態では、給紙カセット52を装着する際、係止ピン171を干渉回避用開口部152に臨む範囲内に保持することにより、干渉回避用開口部152を含む導入開口部151の形成範囲を案内溝150の形成範囲以下とすることができる。これにより、引込み装置101及びこれを備えたレーザビームプリンタ(画像形成装置)を大型化することなく、給紙カセット52を確実に引き込むことができる。
本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタ(LBP)の概略構成を示す図。 上記レーザビームプリンタに装着される給紙カセットと、給紙カセットを引き込む引込み装置を示す斜視図。 上記給紙カセットがプリンタ本体から引き出された状態を示す斜視図。 上記引込み装置の構成を示す下方斜視図。 上記引込み装置に設けられた導入開口部の形成範囲、給紙カセットに設けられた係止ピンの全回動範囲、回避幅、傾斜幅及び引込み幅を示す図。 本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置に装着される給紙カセットと、給紙カセットを引き込む引込み装置を示す斜視図。 上記引込み装置に設けられた導入開口部の形成範囲、給紙カセットに設けられた係止ピンの全回動範囲を示す図。 従来の引込み装置の構成を示す下方斜視図。 従来の引込み装置の給紙カセット引込み動作を説明する第1の図。 従来の引込み装置の給紙カセット引込み動作を説明する第2の図。 上記引込み装置に設けられた導入開口部の形成範囲、給紙カセットに設けられた係止ピンの全回動範囲、回避幅、傾斜幅及び引込み幅を示す図。
符号の説明
1 レーザビームプリンタ本体
1A 画像形成部
50 オプションカセットデッキ
52b 溝
52 給紙カセット
57 収容部
101 引込み装置
101B 引込み装置本体の下面板
101C トグル機構
121 トグルアーム
124 トグル軸
125 トグルバネ
150 案内溝
155a 案内溝の最大左端
155b 案内溝の最大右端
151 導入開口部
152 干渉回避用開口部
154 引込み開始部
155 引込み力保持部
171 係止ピン
173 突き当て部
175 係止バネ
S シート
Y 導入開口部形成範囲
W 係止ピンの全回動範囲
W3 引込み幅

Claims (5)

  1. シートを収納するシート収納部を装置本体に設けられた収容部に着脱可能に装着する画像形成装置において、
    前記シート収納部に回動可能に設けられた係止部材と、
    前記収容部に揺動自在に設けられ、前記シート収納部を前記収容部に装着する際、前記係止部材と係合しながら揺動し、前記係止部材を回動させながら前記シート収納部を収容部内に引込む引込み部材と、
    前記係止部材の引き込み方向の移動を案内する案内溝と、前記係止部材を前記案内溝に導くための導入開口部とを有する案内部材と、を備え、
    前記導入開口部のシート収納部装着方向と直交する方向の形成範囲を前記案内溝のシート収納部装着方向と直交する方向の形成範囲と同じ又はそれ以下としたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記案内溝を引込み開始部と、引込み力保持部とにより構成し、
    前記引込み開始部を、引込み力保持部側に進むに連れて前記引込み部材の揺動支点から遠ざかる方向に傾斜させて形成し、前記引込み力保持部を前記引込み部材の揺動支点を中心とする円弧状に形成することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記シート収納部に設けられ、前記シート収納部を装着する際、前記係止部材を前記導入開口部に臨む位置に弾性的に保持する保持部を備えたことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  4. 前記導入開口部に、前記係止部材を前記案内溝に導く際、前記係止部材の前記引込み部材との干渉を回避するための干渉回避用開口部を形成し、
    前記保持部は、前記係止部材を前記干渉回避用開口部に臨む位置に弾性的に保持することを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
  5. 前記引込み部材をトグル機構に接続し、前記引込み部材が前記導入開口部により前記案内溝に導かれた前記係止部材を係止した後、前記シート収納部を引き込むよう前記トグル機構により前記引込み部材を揺動させることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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