JP4962455B2 - 給紙装置及びそれを備えた画像記録装置 - Google Patents

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本発明は、画像記録部に対して、紙または合成樹脂製のカットシート等の用紙(以下、被記録媒体という)を1枚ずつ給送する給紙装置及びそれを備えた画像記録装置の構成に関するものである。
従来より、インクジェット式の画像記録装置等の記録部と対向するように被記録媒体を給送するため、基端部を装置筐体に上下回動自在に支軸したアーム体の先端部に給紙ローラを備えた構成が知られている。この構成によれば、上面が開放された給紙トレイに堆積収容された用紙の最上面に、アーム体を押えるばねの付勢力により給紙ローラが押圧されている。そして、この状態で給紙ローラが回転駆動することにより、用紙の端部が給紙トレイの給送方向下流側の端部に形成された傾斜状の分離壁に突き当てられて、最上層のみの用紙が分離されて画像記録部の方向に給送される(特許文献1参照)。その場合、その給紙ローラの周面をゴム等の摩擦係数の大きい部材にて構成する。一方、その給紙ローラと対峙する給紙トレイの底面箇所にはコルク板などの同じく摩擦係数の大きい部材を貼り付ける。これにより、給紙トレイ内の用紙が少なくなったときに、給紙ローラの周面に当接している最上層の用紙とそれに隣接している下層の用紙とが同時に給紙される現象、即ち、重送が発生しないように構成している。
一方で、給紙トレイ内の用紙が無くなったときに、給紙ローラが給紙トレイの底面のコルク板に当接した状態で回転駆動すると、コルク板や給紙ローラの周面が過度に摩耗したり、摩擦力が大き過ぎて給紙ローラの回転がロックされたりする。この結果、給紙ローラの駆動系や給紙ローラを回転させる駆動モータに不具合を発生させる虞があるという問題があった。これらの問題を解消するため、特許文献2には、アーム体の先端部下面側に、上下回動可能な作動体からなる離間作動手段を設けた構成が開示されている。これにより、アーム体の先端部の給紙ローラが給紙トレイの底部に接近すると、作動体が先に底部に当接して、給紙ローラを底部から離間させるように押し上げるのである。
特開2005−247521号公報 特開2007−062965号公報
また、特許文献2に記載され、更に本願の図面の図17にも示す様に作動体104における給送方向上流側端には、斜め上向きに突出する傾斜部105が設けられている。これは装置筐体のトレイ収納部内に挿入した状態の給紙トレイに用紙を追加供給するときに、前記傾斜部にて給紙ローラの下面側に用紙が円滑に導入され易くする構成であった。
しかしながら、給紙トレイ100がトレイ収納部から引き出された状態では、給紙ローラ102がトレイ収納部の底板101に当接するように、アーム体103が筐体の奥側に向かって下向きに大きく傾く。そのとき、離間動作手段における作動体104は、その給紙方向上流側端部が底板101に接近するような姿勢まで傾いてしまう。そのため、作動体104における傾斜部105とアーム体103の下面側との間に大きな隙間ができる。
給紙トレイ100内に堆積収容された用紙106のうち上層部の先端部が給紙トレイ100の給紙方向上流側端の傾斜分離板108を乗り越えている状態で、ユーザが給紙トレイ100をトレイ収納部内に押し込んでしまうと、図15に示すように、傾斜部105とアーム体103の下面側との間の隙間107に、用紙106の上層部の先端部が挟まった状態となる。このまま、給紙トレイ100をさらにトレイ収納部の奥側に押し込むと、給紙トレイ100の傾斜分離板108が作動体104に接近し、作動体104が上昇しようとする。しかし、この作動体104とアーム体103との間に用紙106の先端部が挟まっているので、作動体104は上昇不能となる。ユーザがこのことを知らずに、さらに給紙トレイ100をトレイ収納部の奥側に押し込むと、作動体104が傾斜分離板108に衝突する等して、作動体104やアーム体103が破損する虞があるという問題があった。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、給紙トレイがトレイ収納部内に収納されていない場合に、作動体をアーム体の下面に近接させる手段を備えたことにより、作動体とアーム体との間に用紙の先端部が進入可能な隙間がなくなり、給紙トレイの押し込み時におけるアーム体や作動体の破損を防止できるようにした給紙装置及びそれを備えた画像記録装置を提供することを目的とするものである。
前記目的を達成するため、請求項1に記載の発明の給紙装置は、被記録媒体を堆積状態で収容可能な収容部を有する給紙トレイと、前記給紙トレイを挿抜可能に収納するトレイ収納部と、前記給紙トレイの少なくとも一部を支持する前記トレイ収納部の底板と、前記収容部に収容されている被記録媒体の堆積量に応じて上下回動可能なアーム体と、前記アーム体の先端部に配置され、前記収容部に収容されている被記録媒体のうちの最上位の被記録媒体に当接しながら回転駆動する給紙ローラと、アーム体に設けられ、前記収容部に被記録媒体が収容されていないとき、前記給紙ローラが前記収容部の底面から離間する方向に前記アーム体を移動させる離間作動手段と、前記トレイ収納部内に前記給紙トレイが収納されていないとき、前記離間作動手段と前記アーム体との間に被記録媒体が進入可能な間隙がなくなる状態に両者を近接させる近接作動手段と、を備えているものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の給紙装置において、前記離間作動手段は、基端部が前記アーム体に上下回動可能に装着され、前記給送ローラよりも給送方向の上流側に延びた作動体と、前記作動体の前記給送方向の上流側の下面に設けられて前記被記録媒体の最上面に当接し、且つ前記被記録媒体が前記収容部に収容されていないとき、前記収容部の底面に形成された開放部に嵌まる検出部と、前記検出部よりも給送方向下流側の作動体に設けられ、前記収容部の底面に当接して前記給送ローラを前記収容部の底面から離間させる第1作動部と、を備え、前記近接作動手段は、前記トレイ収納部の底板に形成された突起部と、前記検出部と前記第1作動部との間の作動体に設けられ、前記トレイ収納部内に前記給紙トレイが収納されていないとき、前記突起部に当接して、前記作動体を前記アーム体に近接するように移動させる第2作動部と、を備えているものである。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の給紙装置において、前記給紙トレイには、前記給紙トレイが前記トレイ収納部に収納されているときに、前記突起部が嵌まる開口部が設けられているものである。
請求項4に記載の発明は、請求項2または3に記載の給紙装置において、前記給紙トレイの裏面には、前記給紙トレイを前記トレイ収納部に挿入するとき、前記突起部と干渉しないように、前記挿入方向の先端部側から前記開口部まで延びる溝部を設けられたものである。
請求項5に記載の発明は、請求項2乃至4に記載の給紙装置において、前記作動体には、前記検出部よりも給紙方向上流側に用紙誘い込み用の傾斜部を設けられたものである。
請求項6に記載の発明は、請求項2乃至5に記載の給紙装置において、前記給紙トレイには、前記給紙トレイを挿抜移動させるとき、前記アーム体及び前記作動体を前記給紙トレイの下流側端部から離間させる退避手段が備えられたものである
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の給紙装置において、前記退避手段は、前記アーム体に設けられたカムフォロアと、前記カムフォロアに摺接する前記給紙トレイの側部に形成されたカム部と、により構成されているものである。
請求項8に記載の発明は、請求項6に記載の給紙装置において、前記退避手段は、前記給紙トレイの挿入方向の先端部から立設する傾斜分離板であり、その傾斜分離板の上端部が前記作動体の下面に摺接するように構成されているものである。
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の給紙装置において、前記給紙トレイを前記トレイ収納部に挿入するとき、前記傾斜分離板を前記アーム体に摺接させることにより、前記アーム体を押し上げ、前記第2作動部と前記突起部との当接を解除するものである。
請求項10に記載の発明は、前記請求項1乃至9のいずれかに記載の給紙装置と、前記給紙装置から給紙された前記記録媒体に画像を記録する画像記録部とを備えたものである。
請求項1の発明によれば、給紙トレイの収容部に被記録媒体が収容されていないとき、給紙ローラが前記収容部の底面から離間する方向にアーム体を移動させる離間動作手段を備えている。よって、前記収容部に被記録媒体が収容されていないときに、前記給紙ローラが回転駆動しても、前記底面との摩擦力が発生しないので、前記給紙ローラが不用意に摩耗したり、駆動モータが焼きつく等の故障も発生しない。また、前記給紙トレイがトレイ収納部に収納されていないとき、前記離間作動手段と前記アーム体との間に被記録媒体が進入可能な間隙がなくなる状態に両者を近接させる近接作動手段を備えている。よって、給紙トレイの先端部から被記録媒体が乗り出した状態で、前記給紙トレイが前記トレイ収納部へ挿入された際に、前記離間作動手段と前記アーム体との間に被記録媒体が進入することを防止し、併せてアーム体や作動体の破損を確実に防止できる。
請求項2の発明によれば、前記離間作動手段は、基端部が前記アーム体に上下回動可能に装着され、前記給送ローラよりも給送方向の上流側に延びた作動体と、前記作動体の前記給送方向の上流側の下面に設けられて前記被記録媒体の最上面に当接し、且つ前記被記録媒体が前記収容部に収容されていないとき、前記収容部の底面に形成された開放部に嵌まる検出部と、前記検出部よりも給送方向下流側の作動体に設けられ、前記収容部の底面に当接して前記給送ローラを前記収容部の底面から離間させる第1作動部とを備えている。
また、前記近接作動手段は、前記トレイ収納部の底板に形成された突起部と、前記検出部と前記第1作動部との間の作動体に設けられ、前記トレイ収納部内に前記給紙トレイが収納されていないとき、前記突起部に当接して、前記作動体を前記アーム体に近接するように移動させる第2作動部とを備えている。よって、請求項1の効果に加えて、離間作動手段と近接作動手段とを簡単な構成で作動させることができる。
請求項3の発明によれば、トレイ収納部に給紙トレイが収納されているときに、突起部が開口部に嵌まっているので、前記第2作動部と前記突起部とが当接しない。よって、給紙ローラを給紙トレイの底面と離間させる離間動作に影響を及ぼすことがない。
請求項4の発明によれば、給紙トレイをトレイ収納部に挿入するとき、給紙トレイと突起部とが干渉しないので、給紙トレイのトレイ収納部への挿入動作に支障をきたすことがない。
請求項5の発明によれば、トレイ収納部に収納されている給紙トレイに被記録媒体を継ぎ足す場合に、その先端部を給紙トレイ内に誘い込むことが容易にできるという効果を奏する。
請求項6の発明によれば、給紙トレイを挿抜するときに、アーム体及び作動体が給紙トレイの先端部と干渉することなく乗り越えさせることができ、部品の損傷が無くなるという効果を奏する。
請求項7の発明によれば、給紙トレイの側部にカム部を形成することで、給紙トレイの構成を利用して、退避手段を設けることができ、小型で、最小部品構成でありながら、必要な機能を充足させることができる。
請求項8の発明によれば、給紙トレイの先端部に傾斜分離部を設けることで、給紙トレイの構成を利用して、退避手段を設けることができ、小型で、最小部品構成でありながら、必要な機能を充足させることができる。
請求項9の発明によれば、給紙トレイをトレイ収納部に挿入したときに、前記給紙トレイの分離傾斜板によってアーム体を持ち上げることにより、前記第2作動部と前記突起部との当接を解除するものである。よって、前記第2作動部と前記突起部との当接を解除する構成が極めて簡単になる。
請求項10の発明によれば、トレイ収納部に対する給紙トレイの挿抜が支障なく確実に行われることから、給紙装置から支障なく被記録媒体が確実に画像記録部に供給される。よって、画像形成装置の画像記録機能の確実性が向上すると共に、耐久性が向上するという効果を奏する。
[実施形態]
本発明を多機能型の画像記録装置に適応した実施形態について、添付図面を参照して以下に説明する。多機能型の画像記録装置は、ファクシミリ機能、プリンタ機能、複写機能、スキャナ機能等を備えており、公知なものである。
<外観的構成>
図1は、実施形態の画像記録装置1の外観的構成を示す斜視図である。以下の説明において、図1の画像記録装置1の手前側を前側とし、矢印左右で示す方向を左右方向にし、矢印前後で示す方向を前後方向とし、矢印上下で示す方向を上下方向とする。図1に示すように、画像記録装置1は、本体ケース2と上部ケース4とで覆われている。本体ケース2は、上面が開放された略箱状の形状から構成される。上部ケース4は、この本体ケース2の後側に、蝶番、ヒンジ部等により枢着され、上下回動可能に構成される。
本体ケース2の前側には、トレイ収納部2aの開口が設けられている。上面開放状の給紙トレイ3が、このトレイ収納部2aに対して前後方向に沿って挿抜可能に装着されている。給紙トレイ3には、その底部に被記録媒体としての用紙が堆積状態で収容される。その給紙トレイ3の上面には排紙トレイ35が装着されている。
本体ケース2の前側上部には操作パネル5が配置されている。その操作パネル5には、数字ボタンやスタートボタン、機能操作ボタン等の各種のボタンが設けられている。これらのボタンが押下されることにより、各種の操作が行われる。また、その操作パネル5には液晶(LCD)等のディスプレイ部6が設けられ、画像記録装置1の設定状態や各種の操作メッセージ等を表示する。
本体ケース2の前面であってトレイ収納部2aの上方には、外部メモリ挿入部7が備えられている。その外部メモリ挿入部7は、記憶媒体である各種小型メモリーカードが装填され得るように構成されている。例えば、外部メモリ挿入部7に小型メモリーカードが装填された状態でユーザが操作パネル5の操作を行うことにより、小型メモリーカードに記憶されたデータが読み出され、その読み出されたデータがディスプレイ部6に表示されたり、記録用紙に印刷されたりすることが可能となる。
スキャナ部8は、操作パネル5の後部側であって上部ケース4の下方に配置されている。スキャナ部8の上面は、原稿載置用のガラス板で構成されており、このガラス板は、スキャナ部8の後端に対して枢軸を中心に上下回動可能な原稿カバー体で覆われている。原稿カバー体が上側に開けてガラス板の上に原稿を載置し、ガラス板の下方において往復移動する原稿読み取り用のライン型の密着型イメージセンサ(例えばCIS:Contact Image Senser)によって原稿の画像が読み取られる。例えば、ファクシミリ機能時に相手ファクシミリ装置に送信すべきファクシミリ原稿や、複写機能時に複写すべき原稿の画像がこのスキャナ部8によって読み取られる。
<内部構成>
次に、画像記録装置1の内部構成について図2乃至図9を参照して説明する。画像記録装置1は、記録機構部10、給紙装置30、給送機構部50など多数の機構を内蔵している。ここで、図2は、図1に示す画像記録装置1の本体ケース2の内部構成を示す斜視図である。図3は、図2のA−A線に従う矢視断面図である。図4(a)は、排紙トレイ部35及びサイドガイド36を除去した給紙トレイ3の斜視図である。図4(b)は、給紙後収容部3bの底部3aの部分拡大図である。図5は、給紙トレイ3及び給送機構50の平面図である。図6は、給紙トレイ3の裏面の平面図である。図7は、駆動軸を除いた状態の給送機構50及び作動体61の斜視図である。図8は、駆動軸を除いた状態の給送機構50及び作動体61の裏側の斜視図である。図9は、図3の給送機構50及び作動体61の拡大図である。
(記録機構部10の構成)
図2及び図3を参照して記録機構10の構成を示す。図2に示すように、本体ケース2内の後部側には、左右方向(主走査方向)に延びるメインフレーム11が給紙トレイ3の上方に配置されている。一対の第1及び第2ガイド部材12、13は、キャリッジ14を摺動可能に案内支持するように、メインフレーム11に支持されている。キャリッジ14はインクジェット方式の記録ヘッド15を搭載している。記録ヘッド15は、多数のノズルを備えた公知の構成である。
CRモータ16が本体ケースの右側であって、第2ガイド部材13の下方に設置されている。CRモータ16は、第2ガイド部材13の上方に配置されたプーリ17aと接続されている。プーリ17bが、プーリ17aと反対側の本体ケース2の左側であって、第2ガイド部材13の上方に配置されている。タイミングベルト18が、左右方向である主走査方向に延びるようにプーリ17a、17bの間に張設されて、第2ガイド部材13の上面に配置されている。このタイミングベルト18の一部がキャリッジ14に連結されている。これにより、キャリッジ14は、CRモータ16の正転逆転により、タイミングベルト18を介して往復移動される。
図3は、図2のA−A線に従う矢視断面図である。キャリッジ14における記録ヘッド15の下面と対峙するように左右方向に延びる扁平状のプラテン19が、第1及び第2ガイド部材12、13の間であって、メインフレーム11の底板11aの上方に固定されている。後述するアーム体51が上昇した際に収まるアーム収容口20が、メインフレーム11の底板11aの下方に穿設されている。また、底板11aは、アーム体51が上昇した際に、後述する作動体61の当接片61bと当接するストッパー部11bを備えている。
トレイ収納部2aはアーム収容口20の下方に開口されている。トレイ収納部2aに挿抜可能に収納される給紙トレイ3は、トレイ収納部2aの底板2bに対して少なくとも一部が支持されている。また、トレイ収納部2aの底板2bには、底板2bから上方に突起する突起部2cが形成されている。突起部2cは、トレイ収納部2aに給紙トレイ3が収納されているときには、給紙トレイ3の底部3aより上方に突出せず、後述する給紙トレイ3の底部3aに形成された開口部43に嵌まっている。
用紙を記録ヘッド15の下面に送るための搬送ローラ対21が、プラテン19を挟んで搬送方向上流側に配置されている。また、記録済みの用紙を給紙トレイ3の上面に設けられた排紙トレイ部35上に搬送するための排紙ローラ対22が、プラテン19を挟んで搬送方向下流側に配置されている。
(給紙装置30の構成)
図4乃至図6を参照して給紙装置30の構成を示す。尚、給紙トレイ3に収容される被記録媒体は、以下便宜上用紙と述べることとするが、被記録媒体は普通紙のみならず、はがきや封筒等の厚紙や光沢紙等の特殊紙、さらには樹脂フィルム等も含む概念である。
図4(a)に示すように、合成樹脂材の射出成形品である給紙トレイ3の収容部は、後収容部3bとこの後収容部3bに対して進退移動可能に連結された前収容部3dとからなる。後収容部3bに対して前収容部3dを後退させて全長(前後方向の長さ)を長くした状態での給紙トレイ3の収容部に収容可能な用紙の最大サイズはA3サイズである。A3サイズの用紙の長辺が前後方向に沿い、短返が左右方向に沿うように後収容部3bと前収容部3dとにわたって、その内部に積載させることができる。また、A4サイズの用紙を堆積収容するときには、前収容部3dを後収容部3b内に押し込み、給紙トレイ3の長さを短くして使用する。
後収容部3bは、底部3aと左右両側板3cと給送方向の下流側端に設けられた傾斜分離板33とにより構成されている。同じく左右両側板(図示せず)を有する前収容部3dの搬送方向の上流側端には、把手部3eが設けられている。この給紙トレイ3の最大堆積量は、実施形態では普通紙で150枚程度、堆積高さはほぼ15mm程度とする。
また、左右両側板3cの一方の上面には、給紙トレイ3の挿抜方向(前後方向)に沿って高さが変化するカム部34が形成されている。このカム部34は、傾斜分離板33に近い側での高さは高く且つ実質水平状の第1部分34aと、この第1部分34aよりも前側に形成されるV型の第2部分34bとからなる。このカム部34は、給紙トレイ3をトレイ収納部2aから挿抜する際に、後述するウイング71と摺接する。
図5に示すように、合成樹脂材の射出成形品である排紙トレイ部35が、前収容部3dの左右両側板に対して回動部35aを介して上下回動可能に連結されている。排紙トレイ部35は水平状態(図5参照)にて前収容部3dの左右両側板に載置されている。排紙トレイ35は、この前収容部3dと共にトレイ収納部2aから引き出して延ばすことができる構成である。
給紙トレイ3における後収容部3bには、給紙トレイ3内の用紙の給紙方向と平行な側縁を案内し、且つ位置決めするための一対のサイドガイド36が設けられている。他方、前収容部3bには、用紙の後端縁に当接するように前後方向に沿って移動調節可能なリヤガイド(図示せず)が設けられている。
一対のサイドガイド36は、給紙トレイ3の左右両側板3cの間の底部3a上にて用紙の給送方向(前後方向)と直交する方向(左右方向)に広狭移動(広狭スライド)可能に設けられている。各サイドガイド36は、底部3aと平行状のスライダ37と、このスライダから垂直に立設する当接板38とを備えている。片方のサイドガイド36にのみ、位置決めのための摘み付きロック部材(図示せず)が備えられている。
各スライダ37は、底部3aの上面に沿って左右方向にスライド可能で、収容される用紙の下面を支持する。各当接板38は用紙の幅方向の側縁に当接するものである。
また、各スライダ37の下面に連接されたラック杆39の片面にはラック歯が形成されている。そして、左右一対のラック杆39は底部3aに凹み形成された左右一対の平行状のガイド溝内に沿って、互いに他方のサイドガイド36に向かうように延び、左右一対のラック杆39の各ラック歯が給紙トレイ3の底部3aの下面のうち幅方向の中心線位置に配置された回転自在なピニオン40に噛合うように構成されている。その結果、一対のサイドガイド36により、給紙トレイ3の幅方向(用紙の給送方向と直交する方向)の中心線と用紙の幅方向の中心線とが一致するように、いわゆるセンター位置合わせすることができる。
各ロック部材は、スライダ37の下面に設けられ、底部3aの上面に形成された複数の係合歯に対して選択的に係脱可能に変位可能である。
上向きに開放された凹部等の開放部41が、ラック杆39の後方の底部3aに形成されている。開放部41は、給紙トレイ3に用紙が存在しない場合に、後述するアーム体51に設置された作動体61の検出部63が嵌まるようになっている。
高摩擦係数部材(例えば、コルク等)にて構成されているベースパッド42が、開放部41の後方の底部3aに固着(貼着)されている。ベースパッド42は、トレイ収納部3に堆積された用紙を記録機構部10に給送するための後述する一対の給送ローラ53が、下向きに押圧するときそれぞれ当接する箇所に固着されている。これにより、給紙トレイ3内の用紙が少数枚になったとき、後述する給送ローラ53の回動にて複数枚が同時に給送されるという重送現象を防止している。
図4(b)に示すように、上下方向に貫通されたの開口部43が、開放部41とベースパッド42との間の底部3aに形成されている。また、図6に示すように、溝部44が、給紙トレイ3の裏面に形成されている。溝部44は、給紙トレイ挿入方向の先端部から開口部43まで延びている。この溝部44は、給紙トレイ3をトレイ収納部2aに挿入する場合に、突起部2cと給紙トレイ3とが干渉しないようにするためのものである。実施形態において、溝部44の上下方向の高さは、突起部2cよりも少し高ければよい。
(給送機構50の構成)
図3、図5及び図7を参照して、給紙機構(給紙ローラユニットともいう)50の構成を示す。図3に示すように、給送機構50における合成樹脂製のアーム体51が、駆動軸52を中心にして上下回動可能に本体ケース2内に設置されている。アーム体51は傾斜分離板33に近づくように延びている。給紙ローラ53がアーム体51の先端部に配置されている。歯車伝達機構51aがアーム体51内に配置されている。歯車伝達機構51aは、駆動軸52から給紙ローラ53に回転力を伝達するための複数の歯車及び遊星歯車からなる。尚、図5に示すように、実施形態における一対の給紙ローラ53は、左右方向の中心線を挟んで左右対称位置に設けられている。
図5及び図7に示すように、アーム体51の基端側には、駆動軸52を回転可能に軸支するための軸孔54が穿設されている。アーム体51の先端側(自由端側)では、従動ギヤ55が一体的に設けられた回転軸56が軸孔に回転可能に軸支され、回転軸56の両端に一対の給送ローラ53が取付けられている。
図7に示すように、穴部51bがアーム体51の中途部に開口されている。この穴部51bには、給紙トレイ3をトレイ収納部2aに挿入する際に、給紙トレイ3の先端部の傾斜分離板33にアーム体51が完全に押し上げられ、後述する作動部61がアーム体51の下面に最も接近した状態のときに、作動体61の傾斜部61aが嵌まるようになっている。
また、アーム体51の基部寄り部位に、駆動軸52の軸線と平行状に延びるウイング71が左右一方向(給紙トレイ3のカム部34側に対応する方向)に延びるように一体的に設けられている。このウイング71に設けられた複数個のリング状の軸受72を介して駆動軸52に対してアーム体51が回動可能に支持されている。
給紙トレイ3から用紙Pを1枚ずつ分離にして給送するときには、LFモータ(図示せず)が逆回転し、駆動軸52が正回転する。その回転力により歯車伝動機構51aを介してアーム体51は下向き方向に付勢されるので、アーム体51の先端部の給送ローラ53が給紙トレイ3に堆積された用紙Pの最上面に押圧される。また、アーム体51に設けられた歯車伝動機構51aを介して給送ローラ53は給送方向(図3で反時計廻り方向)に回転される。これにより、給紙ローラ53は、給紙トレイ3に堆積された用紙PをUターン状の搬送経路31、32に給送する。
(作動体61の構成)
図8及び図9を参照して作動体61の構成について詳述する。図8及び図9に示すように、側面視で上下逆「ヘ」字状に形成された合成樹脂製の作動体61が、アーム体51の先端側に装着されている。作動体61の基端部は、アーム体51先端側の両側面に設けられた軸部62に対して上下回動自在に装着されている。この作動体61における給送方向上流側部位には、二股状の上向きの傾斜部61aが形成されている。また、作動体61における給送方向下流側端部には、上向き湾曲形成された板状の当接片61bが一体的に形成されている。作動体61における給送方向上流の下面には検出部63が形成されている。実施形態において、検出部63はコロにて形成されている。作動体61は、軸部62を中心として給送方向下流側よりも給送方向上流側の重量が大きく形成されている。検出部63と上記軸部62との間には、同じく下面に突出する第1作動部64aが形成されている。また、検出部63と第1作動部64aとの間には、同じく下面に突出する第2作動部64bが形成されている。
検出部63は、給紙トレイ3の収容部に用紙Pが存在するときには、その最上層の用紙Pに当接する一方、用紙Pが存在しないときには、給紙トレイ3の底部3aに下向き凹状に開放された開放部41に嵌まる。給紙トレイ3の収容部に用紙Pが存在しないとき、第1作動部64は給紙トレイ3の底部3aに当接して給送ローラ53を底部3aから離間させる機能を有する。即ち、検出部63が開放部41に嵌まって下降動するとき第1作動部64が作動体61の梃子の支点となって、アーム体51を押し上げることになる。
また、トレイ収納部2aに給紙トレイ3に収納されていないときには、第2作動部64はトレイ収納部2aの底板2bに形成された突起部2cに当接し、作動体61の傾斜部61aをアーム体51の底面に近接させる機能を有する。即ち、トレイ収納部2aから給紙トレイ3が引出され、アーム体51が下降動するとき第2作動部64が作動体61の梃子の支点となって、作動体61の後端側を押し上げることになる。
<本実施形態の作用>
次に、画像記録装置1の作用動作について図10乃至図16を参照して説明する。ここで、図10乃至図12は、離間作動手段の作用説明図である。図13は、給紙トレイ3の引出し時のアーム体51の姿勢変化を示す作用説明図である。図14は、給紙トレイ3の挿入時のアーム体51の姿勢変化を示す作用説明図である。図15は、近接作動手段の作用説明図である。図16は、離間作動手段及び近接作動手段の原理説明図である。
(離間作動手段の作用)
離間作動手段の作用について図10乃至図12を参照して説明する。離間作動手段は、給紙トレイ3に堆積収容される用紙Pが無くなった(存在しない)ときに、給紙トレイ3の底部3aに形成された開放部41に、検出体63が嵌まることによりアーム体51を持ち上げて、給送ローラ53が給紙トレイ3の底部3aの表面に接触しないように作動させるものである。
ここで、図10(a)は、給紙トレイ3に複数枚の用紙Pが積載されている状態における、アーム体51及び作動体61の動作位置を示す図である。図10(b)は、図10(a)のアーム体51及び作動体61の部分拡大説明図である。図11(a)は、給紙トレイ3に1枚の用紙Pが収容されている状態における、アーム体51及び作動体61の動作位置を示す図である。図11(b)は、図11(a)のアーム体51及び作動体61の部分拡大説明図である。図12(a)は、給紙トレイ3に用紙Pが無い状態における、アーム体51及び作動体61の動作位置を示す図である。図12(b)は、図12(a)のアーム体51及び作動体61の部分説明拡大図である。
図10(a)に示すように、給紙トレイ3に複数枚の用紙Pが堆積している状態では、堆積収容されている用紙Pの最上面に給送ローラ53が当接(押圧)する。そして、作動体61はアーム体51に対して回動自在であるため、図10(b)に示すように、当該作動体61における検出部63も用紙Pの最上面に当接するが、第1作動部64a及び第2作動部64bは用紙Pの最上面に当接しないで、適宜の隙間ができる。この状態で給紙指令があると、駆動軸52が所定方向に回転し、歯車伝動機構51aを介して給送ローラ53は図10(a)において時計回りに回転させられる。そして、堆積収容されている用紙Pを給紙トレイ3の先端(図10(a)において左側端部)に配置されている用紙分離用の傾斜分離板33に突き当てる。傾斜分離板33における用紙Pの幅方向における中央部位に設けられた分離手段としての弾性分離片33a(実施形態では板バネ製である)により最上層の用紙Pのみが分離されて、Uターン搬送路体31、32を介して記録機構部10に給送されるのである。上記の状態は、底部3a上に最後の1枚の用紙Pが残る時まで持続される。
図11(a)及び(b)に示すように、給紙トレイ3に最後の1枚の用紙Pがある状態において、給送ローラ53によって用紙Pが給送されると、底部3aの開放部41が現れる。すると、図12(a)及び(b)に示すように、給紙トレイ3から用紙Pが無くなり、検出部63が開放部41に嵌まる。さらに、作動体61の中途部の第1作動部64aが底部3aの上面に当接し、作動体61における給送方向の上流側部位の重量にて給送ローラ53を底部3aから若干の隙間だけ離間させるように、作動体61にてアーム体51を持ち上げるのである。これにより、給送ローラ53が給送方向に回転駆動していても、底部3aとの摩擦力が発生しない。よって、当該給送ローラ53の外周面が過度に摩耗したり、底部3aの上面に設けられた高摩擦係数部材(例えば、コルク等)にて構成されているベースパッド42にて給送ローラ53の回転が止められる、いわゆるロック状態も発生することがなく、LFモータに過負荷が作用して、焼きつく等の不具合が解消できるのである。
前述するように、用紙Pが底部3a上から無くなったときに、検出部63が開放部41に嵌まり、そのとき、作動体61にてアーム体51を押し上げることができる程度に、作動体61における給送方向の上流側部位の重量を下流側部位よりも大きくする。そのために、作動体61は金属製でも合成樹脂部材であっても良い。検出部63を金属部材にて構成しても良いし、作動体61の検出部63側を下向き付勢するためのねじりバネ等の付勢手段を設けても良い。更には、重りと付勢手段とを適宜組み合わせて使用しても良いことは言うまでもない。
ここで、図16(a)を参照して、作動体61の検出部63側を下向きに付勢するねじりバネを設けた場合の離間作動手段の原理について説明する。
本実施形態において、作動体61の長さX=11、給紙ローラ53の重さk1=30g、ねじりバネの荷重k2=5gとする。離間作動手段において、第1作動部64aが底部3aの上面に当接する位置は、給紙ローラ53側からの距離x1=1、ねじりバネの荷重位置側からの距離x2=10の位置である。これにより、第1作動部64aと底部3aの上面との当接位置を中心として給紙ローラ側の回転モーメント力M1=x1×k1=30、ねじりバネの荷重位置側の回転モーメント力M2=x2×k2=50となる。よって、ねじりバネの荷重が掛っている検出部63側が下向きに付勢され、アーム体51が持ち上がる。
(退避手段の作用)
図13を参照して退避手段の作用について説明する。退避手段は、アーム体51と給送ローラ53及び作動体61が給紙トレイ3の先端部(傾斜分離板33)に衝突(干渉)しないようにするためのものである。退避手段は、アーム体51に設けられたカムフォロアとしてのウイング部71と、挿抜する給紙トレイ3の少なくとも一側板の上面に形成された上記ウイング部71が摺接するカム部34とからなる。
ここで、図13(a)は、給紙トレイ3がトレイ収納部2aに押し込まれた状態でのアーム体51の位置を示す図である。図13(b)〜図13(d)は、図13(a)に示す給紙トレイ3をトレイ収納部2bから引き出すときの、アーム体51の動作位置を示す図である。尚、図13(a)〜図13(d)では作動体61を図示省略している。
この退避手段によれば、例えば、図3のように、給紙トレイ3の傾斜分離板33がUターン状の搬送経路体31、32下端の位置に隣接するように押し込まれた状態では、図13(a)に示すように、ウイング71はカム部34における第2部分34bの最低高さの個所にある。その状態では、給送ローラ53が給紙トレイ3の底部3aまたは堆積された用紙Pの最上面に当接し得るように、アーム体51は先端側が給送方向下流側にて下の傾斜姿勢となる。この状態から、給紙トレイ3をトレイ収納部2aから引き出すとき、図13(b)及び図13(c)に示すように、作動体61の下面が最初に傾斜分離板33の上端に当接して、当該作動体61が押し上げられる。次いで、ウイング71はV型の第2部分34bに摺接しながら押し上げられる。さらに、図13(d)に示すように、ウイング71の下面が高さの高い第1部分34aに摺接しているときには、アーム体51が実質上水平となるまで持ち上げられる。この状態では、アーム体51の先端の給送ローラ53は分離傾斜板33の上端縁より高い位置にある。従って、作動体61及び給送ローラ53は分離傾斜板33の上端縁と干渉することなく乗り越えることができる。
上記と逆に、給紙トレイ3をトレイ収納部2a内に挿入するときのアーム体51及び作動体61の動作について図14を参照して示す。ここで、図14(a)は、給紙トレイ3がトレイ収納部2aに挿入される前のアーム体51及び作動体61の位置を示す図である。図14(b)は、トレイ収納部2aに挿入された給紙トレイ3の先端部の傾斜分離板33とアーム体51とが当接した状態を示す図である。図14(c)は、給紙トレイ3の先端部の傾斜分離板33にアーム体51が完全に押し上げられた状態を示す図である。
図14(a)に示す状態から給紙トレイ3をトレイ収納部2aに挿入すると、図14(b)に示すように、給紙トレイ3の先端部の分離傾斜板33の上端縁にてアーム体51もしくはウイング71を押し上げる。これにより、作動体61もアーム体51と共に上昇する。その場合、軸部62を中心として、当接片61b側よりも上向きの傾斜部61a側の重量が大きいので、当接片61b側が上向くように作動体61が傾いた状態となる。そして、メインフレーム11の底板11aに穿設されたアーム収容口20にアーム体51の大部分が侵入するように上昇すると、作動体61の先端の当接片61bが底板11aの下面のストッパー部11bに当接する。その後、図14(c)に示すように、アーム体51の上昇に連れて、作動体61の当接片61bの箇所を中心に上向き回動し、傾斜部61a側を持ち上げることになる。さらに、給紙トレイ3をトレイ収納部2a内に挿入する量を大きくし、作動体61が分離傾斜板33の上端縁を乗り越えると、給紙トレイ3の引出し時の逆の動作で、カムフォロアであるウイング71が給紙トレイ3のカム部34に沿って移動する。従って、カム部34の高さが低くなる箇所では、図3のように、作動体61及びアーム体51とその給送ローラ53が底部3aに近くなるように、下降できるのである。
(近接作動手段の作用)
近接作動手段の作用を図15を参照して示す。ここで、図15(a)は、トレイ収納部2aに給紙トレイ3が収納されていない状態での、アーム体51及び作動体61の位置を示す図である。図15(b)は、図15(a)のアーム体51及び作動体61の部分拡大説明図である。
図15(a)及び(b)に示すように、トレイ収納部2aに給紙トレイ3が収納されていない状態では、アーム体51はトレイ収納部2aの底板2bに給紙ローラ53が接近する位置まで回動下降している。このとき、底板2bに形成された突起部2cと作動体61の下面から下向きに突出する第2作動部64bとが当接している。これにより、作動体61が軸部62を中心に搬送方向上流側が上向きに回動され、作動体61の傾斜部61aがアーム体51に隙間なく近接する。
従って、アーム体51の側面からの投影視において、作動体61とアーム体51との間に用紙Pが進入可能な間隙がなくなる状態に両者(作動体61とアーム体51)を近接させることができる。そうすると、給紙トレイ3をトレイ収納部2a内に挿入するときに、給紙トレイ3の傾斜分離板33の上端縁からはみ出した用紙Pの先端部が作動体61とアーム体51との間の隙間に入り込むことがなくなる。その結果、さらに給紙トレイ3をトレイ収納部2a内に押し込んだときに、作動体61と給紙トレイ3の先端部(傾斜分離板33)とが干渉することが無くなり、この作動体61の破損も生じないのである。
尚、図14で示すように、給紙トレイ3の先端部の分離傾斜板33の上端縁にてアーム体51もしくはウイング71を押し上げると、作動体61もアーム体51と共に上昇する。これにより、第2作動部64bと突起部2cとの当接が解除される。
ここで、図16(b)を参照して、作動体61の検出部63側を下向きに付勢するねじりバネを設けた場合の近接作動手段の原理について説明する。
本実施形態において、作動体61の長さX=11、給紙ローラ53の重さk1=30g、ねじりバネの荷重k2=5gとする。近接作動手段において、第2作動部64bが突起部2cに当接する位置は、給紙ローラ53側からの距離x3=2、ねじりバネの荷重位置側からの距離x4=9の位置である。これにより、第2作動部64bと突起部2cとの当接位置を中心として給紙ローラ側の回転モーメント力M3=x3×k1=60、ねじりバネの荷重位置側の回転モーメント力M4=x4×k2=45となる。よって、ねじりバネの荷重が掛っている検出部63側が上向きに付勢され、傾斜部61aがアーム体51に隙間なく近接する。
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、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。例えば、突起部2cとしては底板2bと一体成型しても良いし、底板2bに他の部材を設置しても良い。

本発明の実施形態における画像記録装置の外観的構成を示した斜視図である。 本実施形態の本体ケース2の内部構成を示す斜視図である。 図2のA−A線に従う矢視拡大断面図である。 排紙トレイ部及びサイドガイドを除去した給紙トレイの斜視図である。 給紙トレイ及び給送機構の平面図である。 給紙トレイの裏面の平面図である。 駆動軸を除いた状態の給送機構及び作動体の斜視図である。 駆動軸を除いた状態の給送機構及び作動体の裏側の斜視図である。 図3の給送機構及び作動体の拡大図である。 給紙トレイに複数枚の用紙が積載されている状態における、アーム体及び作動体の動作位置を示す図である。 給紙トレイに1枚の用紙が収容されている状態における、アーム体及び作動体の動作位置を示す図である。 給紙トレイに用紙Pが無い状態における、アーム体及び作動体の動作位置を示す図である。 給紙トレイの引出し時のアーム体の姿勢変化を示す作用説明図である。 給紙トレイの挿入時のアーム体の姿勢変化を示す作用説明図である。 近接作動手段の作用説明図である。 離間作動手段及び近接作動手段の原理説明図である。 従来技術の作用説明図である。
符号の説明

1 画像記録装置
2a トレイ収納部
2b 底板
2c 突起部
3 給紙トレイ
3a 底部
10 記録機構
30 給紙装置
33 傾斜分離板
41 開放部
43 開口部
44 溝部
50 給送機構
51 アーム体
53 給紙ローラ
61 作動体
61a 傾斜部
63 検出部
64a 第1作動部
64b 第2作動部

Claims (10)

  1. 被記録媒体を堆積状態で収容可能な収容部を有する給紙トレイと、
    前記給紙トレイを挿抜可能に収納するトレイ収納部と、
    前記給紙トレイの少なくとも一部を支持する前記トレイ収納部の底板と、
    前記収容部に収容されている被記録媒体の堆積量に応じて上下回動可能なアーム体と、
    前記アーム体の先端部に配置され、前記収容部に収容されている被記録媒体のうちの最上位の被記録媒体に当接しながら回転駆動する給紙ローラと、
    前記アーム体に設けられ、前記収容部に被記録媒体が収容されていないとき、前記給紙ローラが前記収容部の底面から離間する方向に前記アーム体を移動させる離間作動手段と、
    前記トレイ収納部内に前記給紙トレイが収納されていないとき、前記離間作動手段と前記アーム体との間に被記録媒体が進入可能な間隙がなくなる状態に両者を近接させる近接作動手段と、
    を備えたことを特徴とする給紙装置。
  2. 前記離間作動手段は、
    基端部が前記アーム体に上下回動可能に装着され、前記給送ローラよりも給送方向の上流側に延びた作動体と、
    前記作動体の前記給送方向の上流側の下面に設けられて前記被記録媒体の最上面に当接し、且つ前記被記録媒体が前記収容部に収容されていないとき、前記収容部の底面に形成された開放部に嵌まる検出部と、
    前記検出部よりも給送方向下流側の作動体に設けられ、前記収容部の底面に当接して前記給送ローラを前記収容部の底面から離間させる第1作動部と、を備え、
    前記近接作動手段は、
    前記トレイ収納部の底板に形成された突起部と、
    前記検出部と前記第1作動部との間の作動体に設けられ、前記トレイ収納部内に前記給紙トレイが収納されていないとき、前記突起部に当接して、前記作動体を前記アーム体に近接するように移動させる第2作動部と、
    を備えたことを特徴とする請求項1に記載の給紙装置。
  3. 前記給紙トレイには、前記給紙トレイが前記トレイ収納部に収納されているときに、前記突起部が嵌まる開口部を設けたことを特徴とする請求項2に記載の給紙装置。
  4. 前記給紙トレイの裏面には、前記給紙トレイを前記トレイ収納部に挿入するとき、前記突起部と干渉しないように、前記挿入方向の先端部側から前記開口部まで延びる溝部を設けたことを特徴とする請求項2または3に記載の給紙装置。
  5. 前記作動体には、前記検出部よりも給紙方向上流側に用紙誘い込み用の傾斜部が設けられたことを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の給紙装置。
  6. 前記給紙トレイには、前記給紙トレイを挿抜移動させるとき、前記アーム体及び前記作動体を前記給紙トレイの下流側端部から離間させる退避手段が備えられたことを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載の給紙装置。
  7. 前記退避手段は、
    前記アーム体に設けられたカムフォロアと、
    前記カムフォロアに摺接する前記給紙トレイの側部に形成されたカム部と、
    により構成されていることを特徴とする請求項6に記載の給紙装置。
  8. 前記退避手段は、前記給紙トレイの挿入方向の先端部から立設する傾斜分離板であり、その傾斜分離板の上端部が前記作動体の下面に摺接するように構成されていることを特徴とする請求項6に記載の給紙装置。
  9. 前記給紙トレイを前記トレイ収納部に挿入するとき、前記傾斜分離板を前記アーム体に摺接させることにより、前記アーム体を押し上げ、前記第2作動部と前記突起部との当接を解除することを特徴とする請求項8に記載の給紙装置。
  10. 前記請求項1乃至9のいずれかに記載の給紙装置と、前記給紙装置から給紙された前記記録媒体に画像を記録する画像記録部とを備えたことを特徴とする画像記録装置。
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