JP5641731B2 - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明はレーザービームプリンタ、複写機等の画像形成装置に装着して使用されるシート給送装置に関するものである。

画像形成装置には、シートを収納して送り出すためのシート給送装置が備えられている。このシート給送装置には、シートを収納するためのシート収納装置としての給紙カセットと、給紙カセットに収納されているシートを送り出す給紙ローラと、給紙ローラにより送り出されるシートを一枚ずつ分離するための分離手段とを備えている。そして、シート給送装置から送り出されたシートは画像形成装置に設けられている画像形成部で画像が形成される。給紙カセットは、カセットケースに回転可能に取り付けられた中板を備え、中板に積載されるシートを給紙ローラに加圧して、最上位のシートから順次送り出す構成となっている。

ところで、中板は回転可能にカセットケースに取り付けられていて固定されていないため、工場からの出荷時などの輸送時の振動等により中板が動いて給紙カセットの他の部分を破損させたり、中板自体を変形させたりしてしまうことがある。そのため、輸送時に中板が動くことがないように中板を固定する必要がある。従来、中板を固定する手段としては、発泡スチロールやダンボール等の梱包材を用いて固定するものが一般的である。

また、中板をカセットケースにネジ等の専用の固定手段で固定する構成も提案されている（特許文献１参照）。この構成では、画像形成装置を使用する前に、固定手段を取り外して中板を回転可能とさせ、中板上にシートを装填する。

さらに、従来、シートの後端位置を規制するための後端規制部材をスライドさせて、カセットケースとの間で中板を挟み込んで固定するものもある（特許文献２参照）。この構成では、画像形成装置を使用する前に、後端規制部材をスライド移動させて中板を移動可能とさせて、中板上にシートを装填する。

特開２０００−２１９３３２号公報 特開２００７−０３１０６４号公報

しかしながら、梱包材や専用の固定部材を用いて中板を固定する構成では、梱包材及び固定部材は装置の輸送時にしか使用しないため、装置の開梱後は、不要物となって使用されることがほとんどなくなる。すなわち、その分、コストアップにつながっていた。

また、シートの位置規制をする後端規制部材を用いて中板を固定する構成では、装置の開梱後にユーザーが後端規制部材を移動させなければならず手間がかかった。また、後端規制部材を移動させずに画像形成装置を作動させると、中板を押し上げるための昇降機構を破損させたりするおそれもあった。

本発明では、梱包用の専用の梱包材や固定部材によるコストアップもなく、さらにユーザーの手を煩わせることなく、輸送時に振動での破損、変形等を防止することができるシート給送装置を提供することを目的とする。

本発明は、シートを収納する給紙カセットからシート給送手段によりシートを給送するシート給送装置において、前記給紙カセットは、カセットケースと、シートを積載して前記カセットケースに回転可能に支持される中板と、前記中板の下方で回転可能に支持され、前記中板を押し上げて、積載されているシートを前記シート給送手段に加圧する加圧部材と、前記中板に設けられた係止部と、前記加圧部材に設けられ、前記係止部が係合可能な被係止部と、を備え、前記中板に設けられた前記係止部の回転軌跡と前記加圧部材に設けられた前記被係止部の回転軌跡とが交差するように前記中板と前記加圧部材の回転中心の位置を異なる位置に配置し、前記加圧部材による押上げ動作がされていない前記中板の待機状態において、前記中板が前記加圧部材の押し上げ動作よりも先行して上方に回転したときに、前記回転軌跡の交差する位置で前記係止部を前記被係止部が規制することにより前記中板の回転を制限し、前記中板の前記待機状態において、前記加圧部材の押上げ動作が行われたときには、前記係止部を前記被係止部が規制しないことにより前記中板を前記加圧部材により押し上げて、積載されているシートを前記シート給送手段に加圧可能であり、前記係止部の回転軌跡と前記被係止部の回転軌跡とが交差する位置は、積載されているシートを前記シート給送手段に押し当てて給送させるための前記中板の回転範囲内で前記中板の回転を制限する位置に設定されている、ことを特徴とする。

以上説明したように、中板を押し上げるための中板加圧部材により、積載されているシートをシート給送手段に押し当てて給送させるための中板の回転範囲内で中板の回転が制限されるため、従来必要としていた梱包部材が不要となり、コストアップもなく、輸送時の振動などで、中板の破損、変形を防止することができる。さらに、装置の設置時、梱包部材をユーザーが取り除いたり、移動させたりする必要もないため、設置の手間を軽減し、ユーザビリティを向上させることができる。

実施形態１のシート給送装置に設けられた給紙カセットの輸送時の中板の固定構造を示す断面図。 図１に示す給紙カセットの中板加圧部材を示す斜視図。 図１に示す給紙カセットの画像形成時の中板の動作を示す断面図。 図１に示す給紙カセットの画像形成時の中板の動作を示す断面図。 図１に示す給紙カセットの装置本体へ着脱状態を示す斜視図。 図１に示す給紙カセットの中板加圧機構を示す斜視図。 図１に示す給紙カセットを備える画像形成装置を示す断面図。 実施形態２のシート給送装置に設けられた給紙カセットの輸送時の中板の固定構造を示す断面図。

（実施形態１）
本発明に係るシート給送装置及び画像形成装置の実施形態１について、図１乃至図７を用いて説明する。本実施形態１に記載されている構成部品の寸法、材質、その相対配置などは特に特定的な記載の無い限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［画像形成装置の全体構成］
本発明が適用されたシート給送装置を備えた画像形成装置の全体構成について概説する。図７は画像形成装置の一態様であるカラーレーザープリンタ（以下、プリンタという）１００の全体構成を示す断面図である。

図７に示すプリンタ１００は、４個の感光体ドラム７０２ａ、帯電手段、現像手段、クリーナ手段が一体的にカートリッジ化されたプロセスカートリッジ７０２と、二次転写部７１０と、定着部７１１とを有する画像形成部を備えている。プロセスカートリッジ７０２は、プリンタ１００に着脱自在に装着されている。４個のプロセスカートリッジ７０２ａは、同一構造であるが、異なる色、すなわち、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のトナーによる画像を形成する点で相違している。

帯電手段は、ローラ状に形成された導電性ローラで、この導電性ローラを感光体ドラム７０２ａ表面に当接させるとともに、不図示の電源によって帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム７０２ａ表面を一様に帯電させる。４個の露光手段７０３は、プロセスカートリッジ７０２の鉛直方向下方に配置され、画像信号に基づく露光を感光体ドラム７０２ａに対して行って感光体ドラム７０２ａ上に静電潜像を形成する。

上述の構成により、感光体ドラム７０２ａは、帯電ローラによって所定の負極性の電位に帯電された後、露光手段７０３によってそれぞれ静電潜像が形成される。この静電潜像は現像手段によって反転現像されて負極性のトナーが付着され、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのトナーが重なり合わされてトナー像が形成される。中間転写ベルトユニット７０４は、感光体ドラム７０２ａに対向して、中間転写ベルト７０４ａの内側に４個の一次転写ローラ７０５が配設されており、不図示のバイアス印加手段により転写バイアスを印加する構成となっている。これにより、感光体ドラム７０２ａ上のトナー像から順次、中間転写ベルト７０４ａ上に一次転写され、４色のトナー像が重なった状態で二次転写部７１０まで搬送される。

プリンタ１００の下部には本発明が適用されたシート給送装置Ｆが配置されている。このシート給送装置はＦ、シートＳを収納するシート収納部としての給紙カセット５０と、給紙カセット５０からシートＳを給送する給紙ローラ７０８と、給送されたシートＳを分離する図示しない分離手段と、を備えている。また、シート給送装置Ｆと画像形成部との間のシート搬送路には、シート給送装置Ｆで分離給送されたシートを搬送するレジストローラ対７０９を備えている。

給紙カセット５０に収納されたシートＳは、給紙ローラ７０８に圧接され、分離手段により一枚ずつ分離されて搬送される。シートＳはレジストローラ対７０９によって斜行が補正され、更に、画像形成部での画像形成とタイミングが調整されて二次転写部７１０に搬送される。そして、二次転写部７１０において、搬送されてきたシートＳに、中間転写ベルト７０４ａ上のトナー像が二次転写される。さらに、定着手段である定着部７１１では、シート上に形成したトナー像に熱及び圧力を加えて定着させる。定着されたシートＳは排紙トレイ７２０に排出される。

［給紙カセット構成］
本発明の実施の形態１に係るシート給送装置Ｆの給紙カセット５０について、図５及び図６を用いて説明する。図５は、給紙カセットをプリンタ１００の装置本体に着脱する状態を示す図であり、給紙カセット５０は装置本体に対して矢印方向に着脱される。

装置本体には、給紙ローラ７０８（図７に図示）が設けられている。給紙カセット５０には、シートを収納するためのカセットケース１０と、カセットケース１０に回転可能に保持され、シートを積載支持するための中板１とを備えている。中板１は回転中心１ａの回りに回転可能に支持されており、中板１は中板加圧部材２によって押し上げられることによって積載されているシートを給紙ローラ７０８に加圧する。

図６は、給紙カセット５０の中板１を押し上げる加圧機構の構成を示す図である。

中板１の下部には回転中心２ａ回りに回転可能な中板加圧部材２が配置されており、中板加圧部材２は中板１を押し上げるために設けられている。中板加圧部材２の端部にはバネ掛け部３が取り付けられ、バネ掛け部３には、引っ張りバネである中板付勢バネ４の一端が取り付けられている。中板付勢バネ４の他端はスライドラック５に取り付けられており、スライドラック５に形成されたラック歯は中板加圧ギア６と噛み合っている。中板加圧ギア６は装置本体に設けられた駆動ギア（不図示）に噛み合っており、駆動ギアがモータ等の駆動部により回転することで、中板付勢バネ４が矢印方向に引っ張られ、中板加圧部材２が回転して中板１が押し上げられる。そして、中板１上に積載されたシートが給紙ローラ７０８に加圧される。

（給紙時の中板動作）
通常のシート給送時における中板１の動作を、図３及び図４を用いて説明する。図３（ａ）は、中板１のシート給送待機状態を示す断面図であり、図３（ｂ）は、中板への加圧が開始された状態を示す断面図である。図４（ａ）は、中板１に積載されたシートが給紙ローラ７０８に加圧された状態を示す断面図であり、図４（ｂ）は、中板１上のシートが無くなり、中板１が給紙ローラ７０８に加圧された状態を示す断面図である。

中板１の下面には係止部としての鍵形状の係止爪１ｃが突設されており、図３（ａ）に示すように、中板１が押し上げられていない待機状態では、係止爪１ｃの水平部１ｅがカセットケース１０の凸部に載った状態で保持されている。また、中板１の下側に設けられている中板加圧部材２は、係止爪１ｃの水平部１ｅの上面に載った状態で保持されている。中板加圧部材２の一端２ｃは中板１の下面とは離間しており、中板１には中板付勢バネ４の付勢力は伝わっていない。中板加圧部材２には、中板１の係止爪１ｃに対向する位置に、係止爪１ｃの一部が挿入可能な開口部２ｂが形成されている。この開口部２ｂは、孔に限定されるものではなく、後述する係止爪１ｃの垂直面１ｄが係合するエッジ２ｂ１が形成される構造であればよく、例えば、切欠き形状であってもよい。なお、このエッジ２ｂ１が本発明の被係止部である。

加圧機構のモータ及び駆動ギア（不図示）が回転することで、図３（ｂ）に示すように、中板加圧部材２が回転中心２ａ回りに半時計回りに回転し、中板加圧部材２の一端２ｃが中板１の下面と当接し、中板１を上方へと押し上げ始める。さらに、中板加圧部材２が回転することで、図４（ａ）に示すように、中板１に積載されているシートＳが給紙ローラ７０８に加圧される。また、中板１に積載されたシートＳは、給紙ローラ７０８により給送されて徐々に減っていき、それに追従するように中板加圧部材２と中板１は互いの回転中心回りに回転する。そして、最終的に図４（ｂ）に示すように、中板１に積載されていたシートが無くなり、中板１が給紙ローラ７０８に加圧された状態になる。この状態では、図示しないシート有無検知手段によりシートが無いと検知され、モータ及び駆動ギア（不図示）を逆回転させることで中板加圧部材２を図３（ａ）の状態にして中板１を下ろす。これにより、ユーザーが給紙カセット５０を引き出してシートの補充が行えるようにする。

（輸送時の中板固定）
次に、プリンタ１００や給紙カセット５０の輸送時の中板１の固定方法に関して、図１及び図２を用いて説明する。図１（ａ）は、輸送の衝撃や振動等により、中板１が下方向へと移動しようとする状態を示す断面図であり、図１（ｂ）は、輸送の衝撃や振動等により、中板が上方向へと移動しようとする状態を示す断面図である。図２は、中板１と中板加圧部材２を示す斜視図である。

図１（ａ）に示すように、中板１が衝撃や振動に下方向へ移動しようとした際、鍵形状の係止爪１ｃの水平部１ｅがカセットケース１０に当接することで、その位置が保持される。この時、中板加圧部材２は、中板１の係止爪１ｃの水平部１ｅに当接することで、その位置が保持される。

次に、図１（ｂ）に示すように、中板１が衝撃や振動等で上方向へと移動しようとした時、鍵形状の係止爪１ｃの水平部１ｅに当接している中板加圧部材２を押し上げて上方向へと移動する。中板１の姿勢が水平姿勢から所定角度（実施形態では略５°）傾いたとき、鍵形状の係止爪１ｃの垂直面１ｄに中板加圧部材２の開口部２ｂのエッジ２ｂ１が係合する。さらに、中板１が上方向へと回動しようとした時、中板１の回転中心１ａと中板加圧部材２の回転中心２ａが異なり、係止部としての鍵形状の係止爪１ｃの垂直面１ｄと被係止部としての中板加圧部材２の開口部２ｂのエッジ２ｂ１との回転軌跡が異なっている。そのため、中板１および中板加圧部材２は共にその動きが規制される。これを詳しく説明すると、図１（ｂ）において、弧Ｘが中板加圧部材２の開口部２ｂのエッジ２ｂ１の回転軌跡であり、弧Ｙが係止爪１ｃの垂直面１ｄの回転軌跡であり、回転奇跡の弧Ｘと弧Ｙとが交差するように配置されている。そして、図中、回転軌跡の弧Ｘと弧Ｙとが交差する位置ではエッジ２ｂ１と垂直面１ｄとが水平方向で係合し、中板１のそれ以上の上方への移動がエッジ２ｂ１により規制される。このように、中板１が上方へ回転しようとすると、鍵形状の係止爪１ｃの垂直面１ｄに中板加圧部材２の開口部２ｂのエッジ２ｂ１が引っ掛って、それ以上の中板１の上方への移動が規制される。それにより、中板１は所定角度以上の上方への移動ができなくなり、中板１の移動を小さい角度で制限することが可能となる。なお、係止爪１ｃの垂直面１の回転軌跡である弧Ｘと中板加圧部材２の開口部２ｂのエッジ２ｂ１の回転軌跡である弧Ｙとの交差する位置が低いほど（カセットケース１０の底面に近いほど）、中板は小さい角度で移動範囲が規制される。

なお、図１（ａ）に示すように、中板加圧部材２の回転中心２ａにネジリコイルバネである逆転防止バネ７を設けてもよい。この逆転防止バネ７を設けることにより、中板加圧部材２を中板の押し上げ方向とは逆方向（下方向）へと付勢して、中板加圧部材２が中板１よりも先行して上方向に移動するのを防止する。そのため、中板１の上方向への移動の規制が確実に行えることになる。

以上説明した構成によれば、中板加圧部材２と中板１とで、中板１の移動範囲を制限することができるため、従来の技術で必要としていた専用の梱包材が不要となり、コストアップがなくなる。さらに、装置の設置時、梱包部材をユーザーに取り除かせたり移動させたりする必要もないため、ユーザーの手間を軽減し、ユーザビリティを向上させることができる。

（実施形態２）
次に、本発明に係るシート収納装置及び画像形成装置の実施形態２について、図８を用いて説明する。なお、ここでは、実施の形態１と異なる構成について詳細に説明し、同じ構成については説明を省略する。

図８（ａ）に示すように、本実施形態２では、中板１の下面と中板加圧部材２の上面との間に圧縮バネである逆転防止バネ８を配置した点が実施形態１と異なる構成である。この逆転防止バネ８を設けることにより、中板加圧部材２を中板１の押し上げ方向とは逆方向（下方向）へと付勢して、中板加圧部材２が中板１よりも先行して上方向に移動することを防することができる。

図８（ｂ）に示すように、中板１が上方向へと衝撃や振動で移動しようとした時、鍵形状の係止爪１ｃの水平部１ｅに当接している中板加圧部材２を押し上げて上方向へと移動する。中板１の姿勢が水平姿勢から所定角度傾いたとき、鍵形状の係止爪１ｃの垂直面１ｄと中板加圧部材２の開口部２ｂのエッジ２ｂ１とが係合する。さらに、中板１が上方向へと回転しようとした時、中板１の回転中心１ａと中板加圧部材２の回転中心２ａが異なり、係止爪１ｃの垂直面１ｄと中板加圧部材２の開口部２ｂのエッジ２ｂ１の移動軌跡（弧Ｘ、弧Ｙ）が異なっている。そのため、中板１および中板加圧部材２は共にその動きが規制される。なお、この規制動作については実施の形態１と同じであるため説明を省略する。

このように、実施形態２においても、実施形態１と同様に、中板１が上方に移動するときに中板１は所定角度以上の上方への移動ができなくなり、中板１の移動が小さい角度で制限することが可能となる。これにより、実施形態１と同じ効果を奏することになる。

１ 中板
１ａ 中板の回転中心
１ｃ 鍵形状の係止爪
２ 中板加圧部材
２ａ 中板加圧部財の回転中心
２ｂ 開口部
７、８ 逆転防止バネ
１０ カセットケース
７０８ 給紙ローラ

Claims (5)

1. シートを収納する給紙カセットからシート給送手段によりシートを給送するシート給送装置において、
   前記給紙カセットは、
   カセットケースと、
   シートを積載して前記カセットケースに回転可能に支持される中板と、
   前記中板の下方で回転可能に支持され、前記中板を押し上げて、積載されているシートを前記シート給送手段に加圧する加圧部材と、
   前記中板に設けられた係止部と、
   前記加圧部材に設けられ、前記係止部が係合可能な被係止部と、
   を備え、
   前記中板に設けられた前記係止部の回転軌跡と前記加圧部材に設けられた前記被係止部の回転軌跡とが交差するように前記中板と前記加圧部材の回転中心の位置を異なる位置に配置し、
   前記加圧部材による押上げ動作がされていない前記中板の待機状態において、前記中板が前記加圧部材の押し上げ動作よりも先行して上方に回転したときに、前記回転軌跡の交差する位置で前記係止部を前記被係止部が規制することにより前記中板の回転を制限し、前記中板の前記待機状態において、前記加圧部材の押上げ動作が行われたときには、前記係止部を前記被係止部が規制しないことにより前記中板を前記加圧部材により押し上げて、積載されているシートを前記シート給送手段に加圧可能であり、
   前記係止部の回転軌跡と前記被係止部の回転軌跡とが交差する位置は、積載されているシートを前記シート給送手段に押し当てて給送させるための前記中板の回転範囲内で前記中板の回転を制限する位置に設定されている、
   ことを特徴とするシート給送装置。
2. 前記加圧部材が、付勢手段により前記中板の押し上げ方向とは逆方向に付勢されていることを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
3. 前記係止部は、前記中板の下面から突設された鍵形状の係止爪であり、前記被係止部は、前記加圧部材に設けられ、前記係止爪が挿入可能な開口又は切欠きのエッジであることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート給送装置。
4. 前記係止部は、前記中板の下面から突設された鍵形状の係止爪であり、前記中板の前記待機状態において前記加圧部材の押上げ動作が行われたときには、前記加圧部材の上昇に伴って前記係止爪と前記中板の間の隙間から前記被係止部が、前記係止爪に係合することなく係止爪の外側に移動することにより、前記中板の前記回転範囲内において前記加圧部材が前記中板を押し上げることが可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート給送装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート給送装置と、
   前記シート給送装置から給送されたシートに画像を形成する画像形成部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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