JP5447952B2 - 給紙装置、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、挿入時の大きな負荷及び障害の発生無く駆動連結が可能な給紙トレイを備えた給紙装置と、これを備えた画像形成装置に関する。

従来、複写機などの画像形成装置に用いる給紙装置においては、給紙カセツトまたは給紙トレイ（用紙収納部）内の底板上に積層載置された用紙を１枚ずつ捌いて給紙する場合、給紙に先立って用紙を用紙上方に設けられた給紙ローラ（またはピツクアツプローラ）に圧接させる（即ち、底板を上昇させる）ことが必要である。

この底板上昇方式には、スプリング加圧方式とモータ制御方式とが知られている。例えば、特許文献１や特許文献２等に開示されている。

スプリング加圧方式は、一般にカセツトまたはトレイの人力装着動作によってスプリングを伸張させ、または予めチヤージされたスプリングを開放させることによって底板を押し上げるもので、機械的に簡単で安価であるが、カセツトまたはトレイの装着力あるいは取り出し力が重くなり、操作性が低下する欠点があつた。また、前述の理由により用紙の積載枚数が限られ、比較的枚数が少ない場合にしか適用できない。

モータ制御方式は、モータ動力によって底板を上昇させるものであるから、スプリング加圧方式のもつ前記欠点が大幅に改善できる。しかし、モータ自体や、減速、逆転防止機構、用紙の上限検知センサー、押し上げレバーの下限検知センサー等を必要とし、高価となる欠点がある。

また、特許文献３では、カップリング方式での連結構造での改善が提案されている。この特許文献３に開示されている給紙トレイの底板駆動装置は、用紙を積載する底板と、底板を一方向の回転運動により上昇させる駆動軸とを有し、画像形成装置本体に引き出し自在に装着される給紙トレイを設け、この給紙トレイの画像形成装置本体側の面から突出する駆動軸の端部に、その軸方向と直交する方向にスプリングピンを圧入し、画像形成装置本体にスプリングピンが係止される係止溝を有し、モータによって駆動されるカップリングを給紙トレイ側に付勢して軸方向に進退自在に設けている。そして、給紙トレイを画像形成装置に装着したときに、カップリングの回転を駆動軸に伝達して底板を上昇させる。

この給紙トレイの底板駆動装置においては、スプリングピンはその軸方向に沿って形成されている溝がカップリングとは反対側に向けた状態で駆動軸に圧入され、カップリングの係止溝は、底板を上昇させるためにカップリングを正転させるときにスプリングピンを押圧する側の一方の内側面にカップリングの軸方向と平行な平行面を有し、反対側の内側面にカップリングの端面に向かうに従い係止溝の幅が次第に広がる方向に傾斜する傾斜面を有する。しかし、基本的にはカップリング方式による連結は、連結される両者の位相がずれていると挿入時に大きなン負荷が発生したり、最悪の場合には連結できなかったりする場合が起き得る。

さらに特許文献４には、用紙収納部の底板上に載置された用紙を底板と共に押し上げ、用紙上方に位置した給紙ローラに当接させて給紙を行うと共に、重送防止手段によって１枚ずつに捌く給紙装置が開示されている。この装置においては、底板の下方位置に設けられ回動軸に固設された押し上げレバーと動力連断手段を介して回動軸に係合、離脱する加圧アームと、外周の１個所に欠歯部分を有する欠歯ギヤと外周の１個所に係止部が設けられたカムとを一体的に設けた回転部材と、欠歯ギヤとかみ合って回転部材を駆動する駆動ギヤと、欠歯ギヤの欠歯部分が駆動ギヤに対向した位置で停止するようにカムの係止部に係合するストッパー部材と、加圧アームと回転部材間に張設された加圧スプリングと、用紙収納部に設けられ用紙収納部の装着動作によりストッパー部材をカムの係止部より係止解除するストッパー解除部材とを備える。

またさらに、特許文献５に開示されているシート給送装置及び画像形成装置は、底板押し上げレバーの回転軸に扇型ギヤを設け、トレイを装着し底板を回転させると前記扇型ギヤが回転しリフトユニットと連結してトレイを装着方向に押し込む。そして、用紙収納部材（給紙トレイ）を画像形成装置の装置本体に挿入（セット）し、装置本体に設けられたカップリング部へ用紙収納部材に設けられた底板を上昇させる部材を挿入し駆動連結する。しかし、カップリング機構は、連結時の位相（挿入側と受け側）が異なると挿入時に大きな負荷が発生し、または連結できないと言った障害が起き得るものであることは上述の通りである。

なお、欠け歯ギヤを用いて駆動する装置構成の場合、所定の位置（角度）で保持する機構に位置検知センサー、保持部材等が必要となり、高コストとなる。

本発明は、上記課題に対し、給紙トレイの挿入時の大きな負荷及び障害の発生無く駆動連結が可能で低コスト化を図れる装置構造の給紙装置、および画像形成装置を提案することを目的とする。

請求項１に係る給紙装置は、用紙収納部材の底板上に載置された用紙を該底板の下方向位置に設けられた底板押上げ部材を所定の回転力で上方に押上げ、用紙上方に位置した給紙ローラに当接させて給紙を行うと共に、重送防止手段によって１枚ずつに捌く給紙装置において、前記底板押上げ部材を回転させることで前記底板を回転させるための回転手段が、前記底板の回転軸と前記底板押上げ部材の間に位置し、かつ前記底板の側面に沿って移動可能なラック部材と、該ラック部材と噛み合い、該ラック部材を移動させるピニオンギヤ部材と、前記底板押上げ部材と前記ラック部材に端部をそれぞれ取り付けて、前記ラック部材を前記底板押上げ部材側へ引き寄せるように付勢するスプリングと、前記ラック部材が前記底板の回転軸側へ移動したときに係合して、前記ラック部材の移動を阻止するストッパー部材と、該ストッパー部材を、前記ラック部材が移動してこない状態では前記ラック部材と係合しないように回転付勢するスプリング部材とを備え、被装着装置側に設けた欠け歯ギヤ部材を含む回転伝達手段により前記底板押し上げ部材を回転させる駆動を伝達され得るようにしてなることを特徴とする。

請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載の給紙装置を搭載したことを特徴とする。

請求項３に係るものは、請求項１に記載の給紙装置を備えた画像形成装置において、前記底板押し上げ部材を回転させる駆動を伝達する駆動伝達手段が、前記欠け歯ギヤ部材に噛み合って該欠け歯ギヤ部材を回転駆動する駆動ギヤと、前記欠け歯ギヤ部材のカム部に係合可能なフラッパーソレノイド部材と、前記欠け歯ギヤに所定の回転力を持たせるスプリングとからなることを特徴とする。

請求項４に係る給紙装置は、請求項１に記載の給紙装置において、底板押上げ部材の回転伝達手段をスプリング、ラック部材、ピニオンギヤ部材、ストッパー部材、欠け歯ギヤ部材で構成し、前記底板押上げ部材の回転伝達手段に前記欠け歯ギヤ部材と前記ピニオンギヤ部材との噛み合わせを用いて作動時は前記欠け歯ギヤ部材の欠け歯部分に前記ピニオンギヤ部材が挿入されて作動時の負荷が発生しないようにしてなることを特徴とする。

請求項５に係る画像形成装置は、請求項４に記載の給紙装置を搭載したことを特徴とする。

本発明によれば、簡単な機構により、コストの安い、しかもカセツトまたはトレイの操作性が低下しない底板上昇機構を備えた給紙装置と、画像形成装置を提供できる。

装置外観図 分離搬送図 給紙トレイ説明図 給紙トレイ外観図 動作説明図 動作説明図 装置本体の説明図 給紙動作説明図 底板上昇機構平面図

本発明は、底板押上げ部材の回転伝達手段をスプリング、ラック、ピニオンギヤ、ストッパー部材、欠け歯ギヤで構成しているもので、底板押上げ部材の回転伝達手段において従来は、カップリング等の連結手段で行っていたことを、欠け歯ギヤ部とピニオンギヤとのかみ合わせで駆動を伝達し、連結時は欠け歯部分にピニオンギヤが挿入されるために連結時の負荷が発生しないようにし、よって、連結時に発生する障害を回避できるようにする。

図１は、本発明の実施対象に係る給紙装置と画像形成装置の概要を示す図である。給紙トレイ１００は複写機等の画像形成装置の装置本体１（被装着装置）の正面（Ａ面）より出し入れ可能である（フロントローデイング給紙トレイ方式）。装置本体１内には給紙ローラ装置２（後述するピックアップローラ４、フイードローラ５、セパレートローラ６）が設けられ、給紙トレイ内に収容された用紙３は図中の矢印Ｂ方向に給送される。

給紙装置の分離搬送について図２を参照して説明する。図中４は給紙トレイ１００の上部、給送側に固設され、給送時、最上用紙に圧接してこれを送出するピックアップローラ、５、６は用紙の重送を防止するためのフイードローラとセパレートローラである。

給紙トレイについて図３を参照して説明する。給紙トレイ１００には、図示のように、一端１０１ａ、１０１ｂを回動可能に支持された底板１０１が設けられ、用紙が積載される。用紙はトレイの前壁１００ａ、一対のサイドフエンス１０２、１０３、後端フェンス１０４によって位置決めされる。

給紙トレイ１００に取り付けられる底板上昇機構部品について図４を参照して説明する。給紙トレイ１００に底板１０１、底板押上げ部材２００が取り付けられ、スプリング２０１の一端を底板押上げ部材２００に掛けている。底板１０１と底板押上げ部材２００は、底板押上げ部材２００の回転中心２０２を軸に回転可能である。なお図４では底板１０１位置決め用のフェンスは図示を省略してある。

またラック部材２０３を備え、これを水平移動可能に給紙トレイ１００に取り付け、ラック部材２０３には、一端を底板押上げ部材２００に掛けたスプリング２０１の他端を引っ掛ける。ラック部材２０３が移動することでスプリング２０１を介して底板押上げ部材２００は回転させられ、底板１０１も回転する。

図中２０４はピニオンギヤ部材で、ピニオンギヤ部材２０４は回転可能に給紙トレイ１００に取り付ける。ピニオンギヤ部材２０４の回転によりラック部材２０３は水平移動する。図中２０５はストッパー部材で、ストッパー部材２０５は、回転可能に給紙トレイ１００に取り付けてあり、一端を給紙トレイ１００に取り付けたスプリング２０６の他端が引っ掛けてあり、所定の力でストッパー部材２０５を回転可能としている。その回転中心を図中に符号２０７で示す。

本実施例の動作を図５、図６を参照して説明する。
まず底板上昇機構の動作フローを説明する。なお、装置本体１からの駆動伝達については後述する。

まず、ピニオンギヤ部材２０４が回転し、ラック部材２０３が図５中の矢印Ｘ方向に移動し、スプリング２０１により底板押し上げ部材２００が回転し、底板１０１も回転（上昇）し、ピックアップローラ４に底板１０１を押し付ける。なお、動作としては底板１０１上に用紙が積載状態であるかどうかは関係が無い。

そしてラック部材２０３が図中の矢印Ｘ方向に移動し、ストッパー部材２０５を回転させ、ストッパー部材２０５の引っ掛け部２０５ａが、図６に示すように、ラック部材２０３の溝２０３ａ内に入り込む。するとピニオンギヤ部材２０４の回転がフリー（後述する欠け歯ギヤ部材との連結が解消される）となり、スプリング２０１の付勢力によりラック部材２０３が矢印Ｘとは逆方向に移動し、ストッパー部材２０５と接触して停止する。図６はこの状態を示している。なお、ラック部材２０３の移動量は、後述する欠け歯ギヤ部材のモジュール、歯数で決まる。また、底板１０１の押し上げ力は、スプリング２０１の引っ張り長さ（ラック部材２０３の移動量）で決まる。

図７を参照して装置本体１からの駆動伝達を説明する。すなわち、給紙トレイ１００装着時のピニオンギヤ部材２０４への駆動の伝達について説明する。

装置本体１には、欠け歯ギヤ部材３００、駆動ギヤ３０１が回転可能に取り付けられ、欠け歯ギヤ部材３００にはスプリング３０２が引っ掛けられ、スプリング３０２の他端は、装置本体１に取り付けてある（図示は省略）。欠け歯ギヤ部材３００は、スプリング３０２により図中矢印Ｒ１方向に所定の力で回転付勢されている。装置本体１にはフラッパーソレノイド３０３がネジ止めされており、フラッパーソレノイド３０３のフラッパー部３０４は欠け歯ギヤ部材３００のカム部３０５に引っかかっている。すなわち、欠け歯ギヤ部材３００はフラッパーソレノイド３０３により停止させ得るようになっている。

このような図7の構造での駆動伝達の動作を説明する。
まずフラッパーソレノイド３０３に通電すると、フラッパー部３０４がフラッパーソレノイド３０３の装置本体に吸着され、下方向に回転移動する。するとフラッパー部３０４が欠け歯ギヤ部材３００のカム部３０５から外れ、スプリング３０２により欠け歯ギヤ部材３００が回転し、駆動ギヤ３０１に噛みこむ。上述したピニオンギヤ部材２０４も同様に動作する。そして、駆動ギヤ３０１が回転し、欠け歯ギヤ部材３００が回転し、ピニオンギヤ部材２０４が回転し、所定時間経過後にフラッパーソレノイド３０３への通電をオフとすると、欠け歯ギヤ部材３００のカム部３０５がフラッパー部３０４に引っかかり、欠け歯ギヤ部材３００の回転が停止する。具体的には図示の例では上述の動作が欠け歯ギヤ部材３００１回転中に行われ、その後に停止する。なお、駆動ギヤ３０１は、図示しないモータにより図中反時計方向（矢印Ｒ２で示す）に回転する。ただし、駆動ギヤ３０１は常時駆動していても問題はない。

またこの給紙装置では、給紙トレイ１００を挿入（装着時）時、ピニオンギヤ部材２０４は、装置本体１側の欠け歯ギヤ部材３００の欠け歯部分３００ａに挿入されるため、挿入時の負荷（衝撃）の発生は起きない。

次に給紙トレイ１００としての給紙動作について以下に説明する。
（１）ユーザーが、用紙を給紙トレイ１００にセットし、給紙トレイを装置本体１に挿入する（図１、図３参照）。
（２）給紙トレイ１００を装着すると図示しないトレイ検知スイッチあるいは検知センサーがオンとなり、装置本体１は給紙トレイ１００が装着されたことを認識する。
（３）給紙準備動作が開始される。
（４）装置本体１側の図示しない駆動モータを回転させて駆動ギヤ３０１を回転させ、フラッパーソレノイド３０３に例えば１秒間にわたって通電する。
（５）フラッパーソレノイド３０３がオンとなることで上述のように欠け歯ギヤ部材３００が１回転する間にラック部材２０３が移動して底板１０１が上昇し、ピックアップローラ４に接触する。
（６）これで給紙準備動作は完了となる。
（７）給紙動作は、給紙命令により給紙ローラ装置２が駆動されて用紙を分離し、搬送する。
（８）底板１０１上の用紙量が少なくなった場合は用紙を補給し、紙種を変える場合には用紙を交換するが、そのときは給紙トレイ１００を装置本体１から引き出す（図８、図９参照：ストッパー部材２０５は、装置本体１に設けられた図示しない傾斜部材により図中で反時計方向に回転し、ラック部材２０３から外れる）。
（１０）給紙トレイ１００を装置本体１から引き出すことでストッパー部材２０５がラック部材２０３から外れ、ラック部材２０３はスプリング２０１により引っ張られ、底板１０１が下方の初期位置へ下がる。
（１１）ユーザーは、用紙を交換又は補給した後、上述の（１）の動作を行う。

なお本実施例の給紙装置では、給紙トレイ１００を装置本体１へ挿入（装着時）時、ピニオンギヤ部材２０４は、装置本体に設けられた欠け歯ギヤ部材３００の欠け歯部分３００ａに挿入されるため、挿入時の負荷（衝撃）の発生は起きない。

１：画像形成装置の装置本体
２：給紙ローラ装置
３：用紙
４：ピックアップローラ
５：フイードローラ
６：セパレートローラ
１００：給紙トレイ
１００ａ：トレイの前壁
１０１：底板
１０１ａ、１０１ｂ：給紙トレイの一端
１０２、１０３：サイドフエンス
１０４：後端フェンス
２００：底板押上げ部材
２０１：スプリング
２０２：底板押上げ部材の回転中心
２０３：ラック部材
２０４：ピニオンギヤ部材
２０５：ストッパー部材
２０５ａ：ストッパー部材の引っ掛け部
２０６：スプリング
２０７：ストッパー部材の回転中心
２０３ａ：ラック部材の溝
３００：欠け歯ギヤ部材
３０１：駆動ギヤ
３０２：スプリング
３０３：フラッパーソレノイド
３０４：フラッパー部
３０５：欠け歯ギヤ部材のカム部
３００ａ：欠け歯ギヤ部材の欠け歯部分

特開昭２−１９３８３０号公報 特開昭３−１９５６３８号公報 特許第３６４６８４０公報 特許第３２２４８６７号公報 特許第３８２６０４９号公報

Claims (5)

1. 用紙収納部材の底板上に載置された用紙を該底板の下方向位置に設けられた底板押上げ部材を所定の回転力で上方に押上げ、用紙上方に位置した給紙ローラに当接させて給紙を行うと共に、重送防止手段によって１枚ずつに捌く給紙装置において、
   前記底板押上げ部材を回転させることで前記底板を回転させるための回転手段が、
   前記底板の回転軸と前記底板押上げ部材の間に位置し、かつ前記底板の側面に沿って移動可能なラック部材と、
   該ラック部材と噛み合い、該ラック部材を移動させるピニオンギヤ部材と、
   前記底板押上げ部材と前記ラック部材に端部をそれぞれ取り付けて、前記ラック部材を前記底板押上げ部材側へ引き寄せるように付勢するスプリングと、
   前記ラック部材が前記底板の回転軸側へ移動したときに係合して、前記ラック部材の移動を阻止するストッパー部材と、
   該ストッパー部材を、前記ラック部材が移動してこない状態では前記ラック部材と係合しないように回転付勢するスプリング部材とを備え、
   被装着装置側に設けた欠け歯ギヤ部材を含む回転伝達手段により前記底板押し上げ部材を回転させる駆動を伝達され得るようにしてなることを特徴とする給紙装置。
2. 請求項１に記載の給紙装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の給紙装置を備えた画像形成装置において、
   前記底板押し上げ部材を回転させる駆動を伝達する駆動伝達手段が、
   前記欠け歯ギヤ部材に噛み合って該欠け歯ギヤ部材を回転駆動する駆動ギヤと、
   前記欠け歯ギヤ部材のカム部に係合可能なフラッパーソレノイド部材と、
   前記欠け歯ギヤに所定の回転力を持たせるスプリングと、
   からなることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の給紙装置において、
   前記底板押上げ部材の回転伝達手段を、前記スプリング、前記ラック部材、前記ピニオンギヤ部材、前記ストッパー部材、及び前記欠け歯ギヤ部材で構成し、該底板押上げ部材の回転伝達手段に、前記欠け歯ギヤ部材と前記ピニオンギヤ部材との噛み合わせを用いて作動時は前記欠け歯ギヤ部材の欠け歯部分に前記ピニオンギヤ部材が挿入されて作動時の負荷が発生しないようにしてなることを特徴とする給紙装置。
5. 請求項４に記載の給紙装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。