JP5447953B2 - 給紙装置、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、積載されたシート束から記録紙を分離、搬送させる給紙装置と、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、給紙カセットまたは給紙トレイ内の底板上に積載された用紙を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、特許文献１に開示されているように、底板を昇降することにより分離部に対し平行に紙を移動し、分離部と紙の距離を一定にすることにより、紙の枚数に関係なく安定した給紙を可能とするものがある。ただし、この方式は、底板をとめているために専用モータが必要であり、モータ軸に負担がかかるという問題がある。

また特許文献２には、底板を歯欠けギアワンターンによって昇降させる機構が開示されている。ギアの止め部材はつめをひっかけるものであるが、爪によって底板をとめているため耐久性に問題がある。

すなわち、モータによって底板を上昇させる方式はカセットまたはトレイの装着力あるいは取出力が重くなり、操作性が低下する欠点があったスプリング加圧方式よりも優れた方式であるが、構成が複雑になり、コストがアップするなどのデメリットが存在する。よってコストダウンのため底板上昇の専用モータを撤去するワンターンギアを用いた方式が存在するが、本来なら駆動によって支えている底板を支える別の機構が必要である。

従来の技術には、ラックとピニオンにより底板を上昇させピニオンを固定することによって底板を支えているものがあるが、ラックの固定をトレイ側で行なっており、底板上昇はできるが下降には別の機構が必要である。またトレイを抜いてすぐに底板が下降しないため給紙ローラと紙の摩擦による紙へのダメージも懸念される。また、固定部材に給紙トレイに紙が２５０枚積載された状態であれば約２５Ｎの力がかかるため固定方法によっては耐久性の問題が懸念される。

また従来技術としてソレノイドやウォームギアなどによる電装部品や駆動によりラックが定位置に来たことをセンサで検知して固定する方法もあるが、コストがアップしてしまう、構成が複雑になるなどのデメリットが生じる。

本発明は、底板の固定と底板下降を駆動機構にたよらずに確実に固定と下降を行うことができる底板上昇機構を備えた給紙装置と、これを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の給紙装置のうち請求項１に係るものは、
用紙を積載する給紙トレイ内に、用紙をセットする底板と、該底板を昇降するために底板下方位置に設けられて回動する押し上げ部材と、該押し上げ部材に連結された加圧アームと、該加圧アームに連結した加圧スプリングと、該加圧スプリングに連結したラックと、該ラックを移動させるピニオンギアと、該ピニオンギアに連結した欠歯ギアと、該欠歯ギアに駆動を伝える駆動ギアと、前記欠歯ギアを抑制するソレノイドとを有する底板上昇機構を備えた給紙装置において、
前記底板上昇後に前記ラックの位置を固定可能とする固定部材を、前記給紙トレイを装着する被装着装置側に設けてなり、
前記被装着装置側に配する固定部材が、
前記ラックを案内する傾斜部と、
該ラックを止める部分と、
該ラックが及ぼす力を支える部分と、
該ラックによって移動した状態から定位置に戻るためのスプリングを取り付ける部分とを有し、
前記ラックが、前記固定部材の前記ラックを止める部分と係脱可能な一つの穴を有し、
前記固定部材が、前記ラックが及ぼす力よって該ラックの移動方向に対して垂直に直線移動して、前記固定部材の前記ラックを止める部分が前記ラックの前記穴に係脱する、
ことを特徴とする。

請求項２に係るものは、請求項１の給紙装置において、
用紙を積載する給紙トレイ内に、用紙をセットする底板と、該底板を昇降するために底板下方位置に設けられて回動する押し上げ部材と、該押し上げ部材に連結された加圧アームと、該加圧アームに連結した加圧スプリングと、該加圧スプリングに連結したラックと、該ラックを移動させるピニオンギアと、該ピニオンギアに連結した欠歯ギアと、該欠歯ギアに駆動を伝える駆動ギアと、前記欠歯ギアを抑制するソレノイドとを有する底板上昇機構を備えた給紙装置において、
前記底板上昇後に前記ラックの位置を固定可能とする固定部材を、前記給紙トレイを装着する被装着装置側に設けてなり、
前記被装着装置側に配する固定部材が、
前記ラックを案内する傾斜部と、
該ラックを止める部分と、
該ラックが及ぼす力を支える部分と、
該ラックによって移動した状態から定位置に戻るためのスプリングを取り付ける部分とを有し、
前記ラックが、前記固定部材の前記ラックを止める部分と係脱可能な一つの穴を有し、
前記固定部材が、前記ラックが及ぼす力によって回動して、前記固定部材の前記ラックを止める部分が前記ラックの前記穴に係脱する、
ことを特徴とする。

請求項３に係る画像形成装置は、請求項１または２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、しかもカセッ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。

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 給紙装置の分離搬送についての説明図 給紙トレイの平面図 同斜視図（Ａ）と底板上昇機構の側面図（Ｂ） 動作説明図 動作説明図 装置本体からの駆動伝達の説明図 給紙動作説明図 底板上昇機構の動作を示す平面図

本発明は、本体側にラック部材を止める部材を取り付けることで、底板上昇後にラック部材を止め、そのことで底板を固定し、給紙トレイが抜かれることで自動的に底板を下げるのであるが、このような動作を駆動力を用いることなく簡易な構成で作ることを可能としたものである。

例えばラック部材とは別方向に直線移動するラック固定部材に傾斜部、ラック固定部、ラック部材に受ける力を支える部分、ばね部材を取り付けることによって、ラック部材が移動しているときはスムーズにラック固定部材が押し下げられ、ラック部材が定位置にくるとばねによって確実にラック固定部材がラック部材を固定する部分まで移動し、ラック部材を固定する。ラック部材に受ける力を支える部分、ばね部材を取り付けることによって、ラック部材が固定された後、ラック部材に受ける力を支える部分を、壁に接触させることでラック固定部材が破損することなく確実にラック部材を固定する。

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の上部で給送側に固設され、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は、上方が開放された箱形状のトレイ本体１０５、トレイ本体底面に設けられた底板１０１、一対のサイドフェンス１０２、１０３、エンドフェンス１０４により構成されている。

底板１０１は支軸１０１ａ、１０１ｂを支点として上下に回動可能に設けられ、この底板１０１上には用紙３が積載される。支軸１０１ｂは給紙トレイ１００の奥側に位置づけられ、底板１０１は手前側（底板１０１上から給紙される用紙３の給紙方向前方側）が上下方向へ移動するよう回動することにより、底板１０１上に積載された用紙３の給紙方向先端側がピックアップローラ４に押し当てられる（図２、図３参照）。

サイドフェンス１０２、１０３は、底板１０１上に積載された用紙３の横幅方向（給紙方向と直行する方向）に沿ってスライド可能に設けられている。スライドしたサイドフェンス１０２、１０３が用紙３の側面に当接され、用紙３の積載位置が位置決めされる。サイドフェンス１０２、１０３はラックギア１０６とピニオンギア１０７とにより連結され、互いに接離する方向へ同じ寸法ずつスライドする。

エンドフェンス１０４は、底板１０１上に積載された用紙３の縦幅方向（給紙方向）に沿ってスライド可能に設けられている。スライドしたエンドフェンス１０４が用紙３の後端に当接され、用紙３の積載位置が位置決めされる。エンドフェンス１０４は１ｍｍ程度のラッチ（図示せず）によって連結され、エンドフェンス１０４が１ラッチずつ移動する。

図４（Ａ）を参照して給紙トレイに取り付けられる底板上昇機構を説明する。またトレイ本体１０５の底部に底板１０１を下方から押し上げる加圧アーム１０８と押し上げ部材を固定している加圧軸１０９が設けられている。加圧軸の延長線上には更に加圧アーム１０８が固定されている。加圧アーム１０８には加圧スプリング１１１の一端が取り付けられ、他端には給紙トレイ１００に取り付けられたラック部材１１２が取り付けられている。ラック部材１１２は給紙トレイ１００に取り付けられたピニオンギア１１３により水平移動し所定の位置にくると、ピニオンギアは装置本体１に取り付けられたラック固定部材１１４によって固定される。

図４（Ｂ）を参照して底板上昇機構の動作について説明する。なお装置本体１からの駆動伝達は別途記載する。
ピニオンギア１１３が回転し、ラック部材１１２が移動（Ｘ方向に移動）し、加圧スプリング１１１により加圧アーム１０８が回転し、底板１０１が支軸１０１ａ、１０１ｂを中心に回転し上昇し、ピックアップローラ２に底板１０１上の用紙３を押し付ける。

またラック部材１１２が矢印Ｘ方向に移動し、ラック固定部材１１４を回転させ、ラック固体部材１１４がラック部材１１２の凹んでいる溝１１２aに入り込み、ピニオンギア１１３の回転がフリー（欠け歯ギア１１６との連結解消）となり、ラック部材１１２が矢印Ｘとは逆方向に移動（加圧スプリング１１１により）し、ラック固体部材１１４と接触して停止する。

図５を参照して装置本体１における駆動伝達、すなわち給紙トレイ装着のピニオンギア１１３への駆動伝達を説明する。装置本体１に欠け歯ギア１１６が回転可能に取り付けられている。欠け歯ギア１１６にはスプリング１１５が取り付けられ他方は装置本体１に取り付けられる。欠け歯ギア１１６は、スプリング１１５により矢印方向に所定の力で回転させられる。装置本体１にフラッパソレノイド１１７がネジ止めされ、フラッパ部１１９は欠け歯ギア１１６のストッパ部に引っ掛けられており、欠け歯ギア１１６はフラッパ部１１９により回転を停止する。

図５により駆動伝達の動作を説明する。フラッパソレノイド１１７に通電し、フラッパ部１１９が本体に吸着（下方向に回転移動）し、フラッパ部１１９が欠け歯ギア１１６のストッパから外れる。するとスプリング１１５により欠け歯ギア１１６が回転し、駆動ギア１１８に噛み込む。それと同時にピニオンギア１１３にも噛み込む。駆動ギア１１８により欠け歯ギア１１６が回転し、ピニオンギア１１３が回転し、所定時間経過後にフラッパソレノイド１１７への通電がオフすると、欠け歯ギア１１６のストッパ部材がフラッパ部１１９に引っかかり、欠け歯ギア１１６が停止する（１回転後）。なお駆動ギア１１８は、図示しないモータにより反時計方向に回転する。また、駆動ギア１１８は常時駆動でも問題はない。

給紙動作のフローを説明する。
（１）ユーザーは、記録紙を給紙トレイ１００をセットし給紙トレイ１００を装置本体１に挿入する。
（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センサがオンとなり、装置本体１は給紙トレイ１００が装着したことを認識する。
（３）給紙準備動作を開始する。
（４）図示しないモータを回転させて駆動ギア１１８を回転させ、フラッパソレノイド１１７に１秒間通電する。
（５）フラッパソレノイド１１７がオンとなることで上術のごとく欠け歯ギア１１６が１回転する間にラック部材１１２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。ラック部材１１２は装置本体１に取り付けられているラック固定部材１１４により固定される。
（６）これで給紙準備動作が完了する。
（７）給紙動作は、給紙命令により給紙ローラ装置２が駆動して記録紙を分離し、搬送する。
（８）記録紙を交換または補給する。
（９）給紙トレイ１００を引き出す。
（１０）装置本体１に取り付けられているラック固定部材１１４がラック部材１１２からはずれ、加圧スプリング１１１によって引っ張られ、底板が下がる（初期位置）。
（１１）ユーザーは、記録紙を交換又は補給し、上述した（１）の動作を行う。

このような動作の場合、底板１０１が上昇し、ラック部材１１２がラック固定部材１１４に固定された場合、ラック固定部材１１４に記録紙の積載量にもよるが２５０枚程度の場合約２５Ｎの力がかかってしまう。また確実にラック部材１１２の溝にラック固定部材１１４を入れないと底板が固定できなくなる。本実施例では確実にラック部材１１２が固定でき耐久性のあるラック固定部材１１４が実現できる。

図６に示すラック固定部材１２０について説明する。図７は、図４を上部から見た図を示す。図７（ａ）に示すように、ラック固定部材１２０を傾斜部１２３、ラック固定部分１２４、ラック固定部材１２０がラック部材１１２に及ぼす力を支える部分１２５をもち、ラック固定部材１２０はラックの移動方向とは垂直に直線移動する。ラック固定部材１２０は給紙トレイ１００の奥に配置された壁１２１に空けられた穴から給紙トレイ１００側に出ており、初期状態では支える部分１２５が壁に対接している。

ラック部材１１２が矢印方向に移動すると図６（ｂ）のように傾斜部１２３によってラック固定部材１２０が下方に移動し、ラック部材１１２の溝がくるとスプリング１２２によって初期位置に戻りラック部材１１２が固定される。このように傾斜部１２３を設けることで確実にラック固定部材１２０が押し下げられ、ラック部材１１２の穴がくると確実にラック部材１１２を固定できる。

また、図８に示すラック固定部材１３０について説明する。図９は図２を上部から見た図である。図９に示すように、ラック固定部材１３０がラック部材１１２に及ぼす力を支える部分１３５をもち、ラック固定部材１３０は軸１３７を中心に回動する。ラック固定部材１３０は給紙トレイ１００の奥に配置された壁１２１に支える部分で初期状態では対接している。

ラック部材１１２が矢印方向に移動すると図９（ｂ）のように傾斜部１３３をラック部材１１２が押すことによって回動し、ラック部材１１２の溝がくると、壁１２１とラック固定部材１３０に取り付けられた突起１３６に取り付けられたねじりスプリング１３２によって初期位置に戻りラック部材１１２が固定される。このように傾斜部１３３を設けることによって確実にラック部材１１２がラック固定部材１３０を回動させ、ラック部材１１２の穴がくると確実にラック部材１１２を固定できる、また壁と面によってラック部材１１２から受ける力を支えるため、破損することなくラック部材１１２を固定できる。

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
１０１：底板
１０１ａ、１０１ｂ：底板の支軸
１０２、１０３：サイドフェンス
１０４：エンドフェンス
１０５：トレイ本体
１０６：ラックギア
１０７：ピニオンギア
１０８：加圧アーム
１０９：加圧軸
１１１：加圧スプリング
１１２：ラック部材
１１２ａ：ラック部材の溝
１１３：ピニオンギア
１１４：ラック固定部材
１１６：欠け歯ギア
１１５：スプリング
１１７：フラッパソレノイド
１１８：駆動ギア
１１９：フラッパ部
１２０：ラック固定部材
１２１：壁
１２３：傾斜部
１２４：ラック固定部分
１２５：力を支える部分
１３０：ラック固定部材
１３２：スプリング
１３３：傾斜部
１３５：力を支える部分
１３６：突起
１３７：軸

特開平０９−２６３３３５号公報 特開平０６−０５６２８３号公報

Claims (3)

1. 用紙を積載する給紙トレイ内に、用紙をセットする底板と、該底板を昇降するために底板下方位置に設けられて回動する押し上げ部材と、該押し上げ部材に連結された加圧アームと、該加圧アームに連結した加圧スプリングと、該加圧スプリングに連結したラックと、該ラックを移動させるピニオンギアと、該ピニオンギアに連結した欠歯ギアと、該欠歯ギアに駆動を伝える駆動ギアと、前記欠歯ギアを抑制するソレノイドとを有する底板上昇機構を備えた給紙装置において、
   前記底板上昇後に前記ラックの位置を固定可能とする固定部材を、前記給紙トレイを装着する被装着装置側に設けてなり、
   前記被装着装置側に配する固定部材が、
   前記ラックを案内する傾斜部と、
   該ラックを止める部分と、
   該ラックが及ぼす力を支える部分と、
   該ラックによって移動した状態から定位置に戻るためのスプリングを取り付ける部分とを有し、
   前記ラックが、前記固定部材の前記ラックを止める部分と係脱可能な一つの穴を有し、
   前記固定部材が、前記ラックが及ぼす力よって該ラックの移動方向に対して垂直に直線移動して、前記固定部材の前記ラックを止める部分が前記ラックの前記穴に係脱する、
   ことを特徴とする給紙装置。
2. 用紙を積載する給紙トレイ内に、用紙をセットする底板と、該底板を昇降するために底板下方位置に設けられて回動する押し上げ部材と、該押し上げ部材に連結された加圧アームと、該加圧アームに連結した加圧スプリングと、該加圧スプリングに連結したラックと、該ラックを移動させるピニオンギアと、該ピニオンギアに連結した欠歯ギアと、該欠歯ギアに駆動を伝える駆動ギアと、前記欠歯ギアを抑制するソレノイドとを有する底板上昇機構を備えた給紙装置において、
   前記底板上昇後に前記ラックの位置を固定可能とする固定部材を、前記給紙トレイを装着する被装着装置側に設けてなり、
   前記被装着装置側に配する固定部材が、
   前記ラックを案内する傾斜部と、
   該ラックを止める部分と、
   該ラックが及ぼす力を支える部分と、
   該ラックによって移動した状態から定位置に戻るためのスプリングを取り付ける部分とを有し、
   前記ラックが、前記固定部材の前記ラックを止める部分と係脱可能な一つの穴を有し、
   前記固定部材が、前記ラックが及ぼす力によって回動して、前記固定部材の前記ラックを止める部分が前記ラックの前記穴に係脱する、
   ことを特徴とする給紙装置。
3. 請求項１または２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。