JP5881636B2 - シート給送装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート状の記録媒体が収納される記録媒体収納カセットが引き出し可能に装着された、複写機、プリンター、ファクシミリ等に用いられるシート給送装置に関し、特に記録媒体収納カセットの引き出し時におけるシート給送装置本体の破損を防止する構成に関するものである。

従来、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置は、装置本体の底部に複数枚の用紙が収容される給紙カセットが、画像形成装置本体に対して引き出し可能に備えられており、給紙カセットの上方に配設されたピックアップローラー等から構成される分離給送手段によって、給紙カセットに収容された用紙を１枚ずつ順に送り出し、搬送ローラーによって画像形成部及び定着部へと搬送することにより、用紙上に画像を形成するよう構成されている。

ところで、近年においては画像形成装置の省スペース化が要求され、給紙方向と直交する方向に引き出し可能な給紙カセット（又はトレイ）を画像形成装置本体に装着した、いわゆるフロントローディング・タイプの画像形成装置が主流となっている。

このフロントローディング・タイプの画像形成装置に使用される給紙カセットは、一般に、用紙幅方向（給紙方向と直交する画像形成装置の手前側と奥側）を規制する一対の幅規制カーソルと、用紙後端（給紙方向の上流端）を規制する後端規制カーソルとを備えており、カセットベース内の用紙積載板に積載した用紙束の位置決めを行っている。

そして、給紙カセットに用紙束をセットする際の操作性を考慮して、画像形成装置の奥側に配置される幅規制カーソルが画像形成装置のフロントカバーよりも前方になる位置まで給紙カセットが最大限引き出された位置で給紙カセットの引き出しを規制する抜け止め防止機構が備えられている。

例えば特許文献１には、カセット側のレールに設けられたレールストッパーが、シート供給装置本体側のレールガイドに設けられたレールガイドストッパーに突き当たることによりシート供給装置本体からのカセットの抜けを防止する構成が開示されている。

特開２００２−３０２２７４号公報

特許文献１のような給紙カセットの抜け止め機構を備えた画像形成装置では、給紙カセットに用紙束をセットする際は、上述した通り、給紙カセットが最大限引き出された状態で行う。このとき、給紙カセットの引き出し方向下流端は設置面に接触しておらず、給紙カセットの引き出し方向上流端のみが画像形成装置本体の支持部に支持された片持ち構造となる。

そのため、画像形成装置本体の手前側に設けられた支持部には、給紙カセットにセットされた用紙束の荷重が加わることになる。また、給紙カセットの引き出し、或いは挿入操作時や用紙束のセット時において、ユーザーが無意識に引き出し方向下流端に上方から荷重を加えることも考えられる。従って、給紙カセットに一定以上の荷重が加わった場合においても、給紙カセットのレール部や画像形成装置本体側の支持部が破損しないような構成が求められている。

給紙カセットに加えられる荷重に耐えうる構成としては、給紙カセットの支点（引き出し方向上流端）と荷重の作用点（画像形成装置本体の引き出し方向下流端）との距離を確保する、或いは、給紙カセット側のレール部及び画像形成装置本体側の支持部を十分な剛性を備えた構成とする方法が一般的である。しかしながら、画像形成装置のコンパクト化や低コスト化が進む中で、給紙カセットの支点と作用点との距離やレール部及びガイド部の剛性を従来通りに確保することは困難であった。

なお、ここでは給紙方向と直交する方向に引き出し可能な給紙カセットが装着された、フロントローディング・タイプの画像形成装置について説明したが、フロントローディング・タイプに限らず、給紙カセットの抜け止め機構を備えた画像形成装置であれば上記と同様の問題が発生する。

本発明は、上記問題点に鑑み、記録媒体収納カセットを最大限引き出した状態での耐荷重性を、コンパクト且つ低コストで確保できるシート給送装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、筐体と、記録媒体収納カセットと、支持部と、抜け止め機構と、凸部と、を備えたシート給送装置である。筐体は、設置面に接触する台座が形成される。記録媒体収納カセットは、筐体に対し略水平方向に挿入または引き出し可能に装着される。支持部は、記録媒体収納カセットを挿入または引き出し方向に摺動可能に支持する上支持面と下支持面とで構成される。抜け止め機構は、筐体から最大限引き出された状態で記録媒体収納カセットの引き出し方向への摺動を規制する。凸部は、記録媒体収納カセットの引き出し方向に対し最下流側に設けられた台座よりもさらに下流側において設置面に所定の隙間を隔てて対向するように下支持面に形成されており、抜け止め機構により記録媒体収納カセットが停止した状態で記録媒体収納カセットに下方向の荷重が加えられたとき設置面に接触する。

本発明の第１の構成によれば、記録媒体収納カセットが筐体から最大限引き出された状態で記録媒体収納カセットに下方向の荷重が加えられたとき、下支持面が変形して凸部が設置面に接触する。これにより、下支持面のさらなる変形が規制されるため、支持部の破損を防止することができる。

本発明の一実施形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置１００の内部構造を示す概略断面図 画像形成装置１００を図１の手前方向から見た外観斜視図 画像形成装置１００を下方（底面側）から見た外観斜視図 図３における画像形成装置１００の底面前方側の角部（図３の円Ｓ１内）の部分拡大図 画像形成装置１００に装着される給紙カセット１０の外観斜視図 給紙カセット１０がハウジング１００ａから最大限引き出された状態を示す外観斜視図 ハウジング１００ａ及び給紙カセット１０を図６の左方から見た側面図 図７における給紙カセット１０の支持部近傍の部分断面図 図８における台座５０と凸部５１周辺の部分拡大図 図９の状態から給紙カセット１０に下向きの荷重が加えられた状態を示す図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置１００の概略断面図、図２は、画像形成装置１００を前面側（図１の手前方向）から見た外観斜視図である。なお、ここでは画像形成装置１００として、モノクロ複合機について示している。画像形成装置１００本体内には、帯電、露光、現像及び転写の各工程によりモノクロ画像を形成する画像形成部Ｐが配設されている。

画像形成部Ｐには、感光体ドラム１の回転方向（図１の反時計回り方向）に沿って、帯電部２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラー７、クリーニング装置８、及び除電装置（図示せず）が配設されている。画像形成部Ｐでは、感光体ドラム１を図１において反時計回り方向に回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。

感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電部２により、表面を帯電させるようになっている。そして、後述する露光ユニット３からのレーザービームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定されるものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）や、帯電時のオゾンの発生が少なく高解像度の画像が得られる有機感光層（ＯＰＣ）等が好ましい。

帯電部２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させるものである。例えば帯電部２として、細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置が用いられる。なお、コロナ放電装置に代えて、帯電ローラーに代表される帯電部材を感光体表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置を用いても良い。露光ユニット３は、画像読取部２１において読み取られた原稿画像データに基づいて光ビーム（例えばレーザービーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。

現像装置４は、感光体ドラム１の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成させるものである。この現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ５から中間ホッパー６を介して行われる。なお、ここでは磁性を有するトナー成分のみから構成される一成分現像剤（以下、単にトナーともいう）が現像装置４に収容されている。

転写ローラー７は、感光体ドラム１表面に形成されたトナー像を乱さずに用紙搬送路１１を搬送されてくる用紙に転写する。クリーニング装置８は、感光体ドラム１の長手方向に線接触するクリーニングローラーやクリーニングブレード等を備えており、トナー像が用紙に転写された後に、感光体ドラム１の表面に残った残留トナーを除去する。

画像読取部２１は、複写時に原稿を照明するスキャナーランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤセンサー等（いずれも図示せず）から構成されており、原稿画像を読み取って画像データに変換する。

コピー動作を行う場合、画像読取部２１において原稿の画像データを読み取り画像信号に変換する。一方、画像形成部Ｐにおいて、帯電部２により図中の反時計回り方向に回転する感光体ドラム１が一様に帯電され、画像読取部２１で読み取られた原稿画像データに基づいて露光ユニット３が感光体ドラム１上にレーザービーム（光線）を発することで、その画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム１表面に形成する。その後、現像装置４が静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。

上記のようにトナー像が形成された画像形成部Ｐに向けて、給紙カセット１０から用紙１８が用紙搬送路１１及びレジストローラー対１３を経由して所定のタイミングで搬送され、画像形成部Ｐにおいて転写ローラー７により感光体ドラム１表面のトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙１８は感光体ドラム１から分離され、定着部９に搬送されて加熱及び加圧されることで用紙１８にトナー像が定着される。

定着部９を通過した用紙１８は、複数方向に分岐した分岐部１６によって搬送方向が振り分けられる。用紙１８の片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー対１４によって排出トレイ１５に排出される。

一方、用紙１８の両面に画像を形成する場合は、定着部９を通過した用紙１８は一旦排出ローラー対１４方向に搬送され、用紙１８の後端が分岐部１６を通過した後に排出ローラー対１４を逆回転させるとともに分岐部１６の搬送方向を切り換えることで、用紙１８の後端から反転搬送路１７に振り分けられ、画像面を反転させた状態でレジストローラー対１３に再搬送される。そして、感光体ドラム１上に形成された次の画像が転写ローラー７により用紙１８の画像が形成されていない面に転写され、定着部９に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１５に排出される。

図２に示すように、画像読取部２１の上面には、透明なガラス板（コンタクトガラス）が取り付けられた原稿載置台（図示せず）や、画像形成装置１００本体の前面側に突出した操作パネル２２が配設されている。また、画像読取部２１の上面には、原稿載置台に載置された原稿を押さえるプラテン（原稿押さえ）２３が開閉自在に支持されている。

また、ハウジング１００ａの前面側にはフロントカバー２４が開閉可能に設けられている。このフロントカバー２４を開放することで、ハウジング１００ａ内の各部材のメンテナンスや交換が行われる。

図３は、画像形成装置１００を下方（底面側）から見た外観斜視図、図４は、図３における画像形成装置１００の底面右前方側の角部（図３の円Ｓ１内）の部分拡大図、図５は、画像形成装置１００に装着される給紙カセット１０の外観斜視図である。なお、図３では右奥側が画像形成装置１００の前面側（図２の手前側）となっている。また、図５において、ハウジング１００ａに対する給紙カセット１０の挿入方向を矢印Ａ、引き出し方向を矢印Ａ′で示し、給紙カセット１０の給紙方向を矢印Ｂで示す。

図５に示すように、給紙カセット１０の底面となるカセットベース２５の四方の周縁部には壁部２５ａ〜２５ｄが立設されている。給紙カセット１０の挿入方向に対し下流側の壁部２５ｃにはカセットカバー３３が装着されている。カセットカバー３３は、その表面側（図５の左側）が外部に露出して画像形成装置１００（図２参照）本体の外装面の一部を構成する。また、カセットカバー３３の中央部には、給紙カセット１０を着脱する際の把持部３５が設けられている。

用紙１８（図１参照）が積載される用紙積載板２８は、左右の揺動軸２８ａを支点として給紙方向下流側（図２の矢印Ｂ方向）がカセットベース２５に対し上下に昇降可能に設けられている。また、用紙積載板２８の幅方向両側には、用紙積載板２８に積載される用紙１８の幅方向の位置決めを行う一対の幅合わせカーソル３７ａ、３７ｂが、カセットベース２５に形成された案内溝に沿ってそれぞれ用紙幅方向（図の矢印ＡＡ′方向）に往復移動可能に設けられている。

また、用紙搬送路１８（図１参照）に向けて用紙が矢印Ｂ方向に送出されるため、用紙１８の後端を揃える後端カーソル３１は、カセットベース２５に形成された案内溝に沿って用紙搬送方向（図の矢印Ｂ方向）と平行に往復移動可能に設けられている。この幅合わせカーソル３７ａ、３７ｂ、及び後端カーソル３１を、積載される用紙サイズに合わせて移動させることにより、用紙１８を給紙カセット１０内の所定位置に収納する。

また、図３に示すように、カセットベース２５の裏面側には、後端カーソル３１の移動に連動して揺動自在に設けられた用紙サイズ検知部材３８が設けられている。用紙サイズ検知部材３８の揺動に応じて画像形成装置１００側に配置された多連スイッチ（図示せず）から異なった組合せの電気信号が出力される。この電気信号が画像形成装置１００に備えられた制御手段（図示せず）に送信されることにより、電気信号の組合せが判読されて給紙カセット１０内の用紙サイズが検出される。

給紙カセット１０の挿入または引き出し方向（矢印ＡＡ′方向）に対し平行な壁部２５ａ、２５ｄの外側にはガイドレール４０ａ、４０ｂが付設されている。画像形成装置１００本体側（ハウジング１００ａ側）にはガイドレール４０ａ、４０ｂを摺動可能に支持する支持部４１（図６参照）が設けられており、ガイドレール４０ａ、４０ｂを支持部４１に沿って摺動させることで、給紙カセット１０はハウジング１００ａに対し挿入及び引き出し可能となっている。ガイドレール４０ａの挿入方向の先端には、支持部４１の引き出し方向下流端に形成された係合部４５（図８参照）に係合する係合突起４３が形成されている。

また、図４に示すように、ハウジング１００ａの底面裏側には、給紙カセット１０の引き出し方向（画像形成装置１００本体の右前方）の角部に、設置面６０（図８参照）に接触する台座５０が設けられている。台座５０は、画像形成装置１００本体の右前方の角部のみでなく、図３に示すように、画像形成装置１００本体の右前方、左前方、左後方、右後方の４箇所、即ち、ハウジング１００ａの底面裏側の四隅に設けられている。

図６は、給紙カセット１０がハウジング１００ａから最大限引き出された状態を示す外観斜視図であり、図７は、ハウジング１００ａ及び給紙カセット１０を図６の左方から見た側面図、図８は、図７における給紙カセット１０の支持部近傍の部分断面図、図９及び図１０は、図８における台座５０と凸部５１周辺の部分拡大図である。必要に応じて図１〜図５を参照しながら、図６〜図１０を用いて本実施形態の画像形成装置１００における給紙カセット１０の支持構造について説明する。

給紙カセット１０内に束状の用紙１８をセットする場合、把持部３５を把持して給紙カセット１０を引き出し方向（画像形成装置１００の手前側）に引き出す。これにより、給紙カセット１０はハウジング１００ａの設置面６０と所定の間隔を隔てて略水平に引き出される。

給紙カセット１０がハウジング１００ａから最大限引き出された状態では、図８に示すように、画像形成装置１００本体奥側の幅規制カーソル３７ａがハウジング１００ａの前面（フロントカバー２４）よりも前方（図８の右側）に位置しており、用紙積載板２８への用紙１８のセットが円滑に行えるようになっている。

この状態では、図８に示すように、給紙カセット１０はガイドレール４０ｂの一端（引き出し方向上流端）が支持部４１の下支持面４１ａと上支持面４１ｂとで支持された片持ち構造となっている。また、ガイドレール４０ｂの先端に形成された係合突起４３が上支持面４１ｂの引き出し方向下流端に形成された係合部４５に係合することで、ガイドレール４０ｂが支持部４１から離脱しない構成となっている。即ち、係合突起４３及び係合部４５は、ハウジング１００ａに対する給紙カセット１０の抜け止め機構を構成する。

また、給紙カセット１０の引き出し方向から見てハウジング１００ａの左前方の底面裏側（図３の破線円Ｓ２内）には、台座５０に加えて凸部５１が形成されている。凸部５１は、給紙カセット１０の引き出し方向（図９の左から右方向）に対し、ハウジング１００ａの最下流側に設けられた台座５０よりも下流側（図９の右側）に形成されている。また、図９に示すように、ハウジング１００ａの底面からの凸部５１の突出高さは台座５０よりも小さく、給紙カセット１０に荷重を加えない状態では、凸部５１と設置面６０との間には所定の隙間Ｃが形成される。

給紙カセット１０に束状の用紙１８がセットされると、用紙１８の重みで給紙カセット１０に下向きの荷重（図７に矢印で表示）が加わる。また、給紙カセット１０の引き出し時や用紙１８のセット時に、ユーザーにより下向きの荷重が加えられることもある。このとき、給紙カセット１０に加えられた荷重は、ガイドレール４０ｂを支持する支持部４１の下支持面４１ａに集中する。

その結果、図１０に示すように、支持部４１の下支持面４１ａが下向きに弾性変形し、凸部５１が設置面６０に接触する。これにより、下支持面４１ａのさらなる変形が規制されるため、支持部４１の破損を効果的に防止することができる。

そして、給紙カセット１０に加えられた荷重が除去されたとき、或いは給紙カセット１０が画像形成装置１００本体内の所定位置に挿入されたときは、支持部４１の下支持面４１ａが復元力により図９の状態に戻る。このとき、下支持面４１ａが弾性変形により復元可能な領域を超えてクリープ変形（塑性変形）すると、下支持面４１ａが図９の位置まで十分に復元せず、ガイドレール４０ｂを確実に支持できなくなる。そのため、凸部５１と設置面６０との隙間Ｃは、給紙カセット１０に下方向の荷重が加えられたとき、下支持面４１ａが弾性変形可能な範囲で凸部５１が設置面６０に接触するように設定することが好ましい。

一方、図１０の状態から、さらに給紙カセット１０に下向きの荷重が加えられた場合は、ガイドレール４０ｂの下支持面４１ａとの接触部４７や、係合突起４３と係合部４５との係合部分等に負荷が掛かることになる。

そこで、給紙カセット１０のガイドレール４０ａ、４０ｂを、支持部４１よりも剛性の低い材料で成形しておくことで、給紙カセット１０側のガイドレール４０ａ、４０ｂを意図的に破損させるようにする。これにより、給紙カセット１０に過度の荷重が加えられた際に、交換や修理の難しいハウジング１００ａ側の支持部４１の破損を防止することができる。

なお、本実施形態では、図６に示すように、支持部４１の肉厚が薄く剛性が低いハウジング１００ａの一方側（図６の左側面側）のみに凸部５１を設けた構成を示しているが、ガイドレール４０ａ（図５参照）を支持するハウジング１００ａの他方側（図６の右側面側）にも同様の凸部５１を設けても良い。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば本発明は、上記実施形態に示したようなフロントローディング・タイプの画像形成装置１００に限らず、給紙カセットが給紙方向と平行に挿入または引き出し可能に装着された画像形成装置においても全く同様に適用可能である。

また、凸部５１の形状や大きさについても特に制限はなく、円柱状や角柱状、半球状等の任意の形状とすることができる。

また、本発明は図１に示したモノクロ複合機に限らず、カラープリンターやカラー複合機、モノクロプリンター、インクジェット方式の画像形成部を備えたカラー複合機やカラープリンター等、引き出し可能な給紙カセットを備えた他の画像形成装置にも適用可能である。カラー複合機やカラープリンターの場合、ハウジングの捩れ等により色ずれ等の画像劣化が発生するため、台座５０を３箇所に設ける３点受けや、擬似３点受けとすることが多い。この場合においても、給紙カセット１０の引き出し方向に対しハウジングの最下流側に設けられた台座５０よりもさらに引き出し方向下流側に凸部５１を設けることで、台座５０を四隅に配置した場合と同様に支持部４１の破損を防止することができる。

さらに、本発明は画像形成装置に限らず、例えば、画像形成装置に着脱可能に接続され、画像形成装置に用紙を給送するオプションフィーダーにも適用可能である。また、図１に示したような画像形成装置１００の下部にオプションフィーダーを連結した場合、台座５０はオプションフィーダーの上面に接触することとなる。そして、給紙カセット１０が最大限引き出された状態で給紙カセット１０に荷重が加えられたとき、凸部５１がオプションフィーダーの上面（設置面）に接触することで、支持部４１の破損を防止することができる。

本発明は、記録媒体収納カセットが引き出し可能に装着されたシート給送装置に利用可能である。本発明の利用により、記録媒体収納カセットを最大限引き出した状態で荷重が加えられた場合にシート給送装置本体側の支持部が破損するという問題を、簡易な構成で解決することができる。

１６ 給紙カセット（記録媒体収納カセット）
１８ 用紙（記録媒体）
２５ カセットベース
２８ 用紙積載板
４０ａ、４０ｂ ガイドレール
４１ 支持部
４１ａ 下支持面
４１ｂ 上支持面
４３ 係合突起（抜け止め機構）
４５ 係合部（抜け止め機構）
５０ 台座
５１ 凸部
６０ 設置面
１００ 画像形成装置（シート給送装置）
１００ａ ハウジング（筐体）
Ｐ 画像形成部

Claims (4)

1. 設置面に接触する複数の台座が設けられた筐体と、
   該筐体に対し略水平方向に挿入または引き出し可能に装着される記録媒体収納カセットと、
   該記録媒体収納カセットを挿入または引き出し方向に摺動可能に支持する上支持面と下支持面とで構成される支持部と、
   前記筐体から最大限引き出された状態で前記記録媒体収納カセットの引き出し方向への摺動を規制する抜け止め機構と、
   を備えたシート給送装置において、
   前記抜け止め機構は、前記上支持面の引き出し方向下流端に形成された係合部と、前記記録媒体収納カセットの引き出し方向上流端に形成され、前記記録媒体収納カセットを前記支持部に摺動させて引き出し方向下流端まで引き出したとき前記係合部に当接する係合突起と、を備え、
   前記下支持面には、前記記録媒体収納カセットの引き出し方向に対し最下流側に設けられた前記台座及び前記係合部よりもさらに下流側に、前記設置面に所定の隙間を隔てて対向する凸部が形成されており、
   前記凸部は、前記記録媒体収納カセットの引き出し方向に対し前記下支持面と前記記録媒体収納カセットとの接触部と重なる位置に形成されており、
   前記凸部は、前記抜け止め機構により前記記録媒体収納カセットが停止した状態で前記記録媒体収納カセットに下方向の荷重が加えられたとき前記設置面に接触することを特徴とするシート給送装置。
2. 前記凸部と前記設置面との隙間は、前記下支持面が弾性変形可能な範囲で前記凸部が前記設置面に接触するように設定され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. 前記記録媒体収納カセットは、前記支持部よりも剛性の低い材料で形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシート給送装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のシート給送装置を備えた画像形成装置。