JP6007692B2 - 給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体を給送することができる給送装置、及び給送装置を備えたレーザプリンタ、ディジタル複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

画像形成装置における給送装置には、記録用紙が積層状態で収納可能であり、かつ画像形成装置本体に対して着脱可能とした一段もしくは複数段の給紙トレイ（もしくは給紙カセット）が設置される。この給紙トレイは、通常、画像形成装置の一面に設けられた開口部を介して画像形成装置本体に装着され、あるいは画像形装置本体から取り外される。

この種の画像形成装置では、複写や印刷が正しく行われるように給紙トレイに収容された用紙のサイズ情報を画像形成装置本体の制御部へ伝達している。制御部への用紙サイズ情報の伝達を簡易に行う機構として、給紙トレイの前面パネルに回転式のダイヤルを設け、このダイヤルを使用者が操作することで用紙サイズを符号化し、制御部に伝達するようにした機構が公知である（特許文献１〜４）。

この種の機構として、特許文献１（特開平６−１００１９８号公報）には、給紙カセットに回転可能に支持された円盤状の表示板の裏面に符号化手段としての凸状の押圧部品を取り付け、用紙カセットを本体に装着した時に、本体に設けられた複数のスイッチを押圧部品で選択的に押圧することで用紙サイズを検知する構成が開示されている。特許文献２（特開平１１−５９９２０号公報）にも同様の構成が開示されている。

また、特許文献３（特開２００９−７３６６４号公報）には、給紙カセットに円柱状のダイヤルを回転可能に配置し、ダイヤルの外周面の異なる高さ位置および周方向位置に複数のカムを設け、給紙カセットの装着動作でカムを本体側のサイズ検知スイッチに選択的に押し付けて用紙サイズを検知する構成が開示されている。さらに特許文献４（特開平９−２９０９２９号公報）には、サイズ表示板の半径方向に複数のひさしを突出させ、サイズ表示板の回転でひさしをスイッチに当接させてセンサを作動させる構成が開示されている。

汎用的な検知センサはスイッチを一列に並べた構成であるため、特許文献１および特許文献２のように、円盤状表示板の裏面に対向させる形でスイッチを配置する機構では、表示板の大径化が避けられない。そのため、表示板の設置スペースが制約を受け、設計自由度が低下する。特許文献１には、スイッチを二列に並べたセンサの使用例が開示されているが、そのようなセンサは汎用的ではないため、コストアップを招く。

また、特許文献３の構成では円柱状ダイヤルの外周面の軸方向に、センサのスイッチ数と同数のカム列を設ける必要があり、ダイヤルの軸方向寸法が大きくなる。また、特許文献４の構成では、サイズ表示板のスペース以外にも、サイズ表示板を回転させた時のひさしの回転軌跡分のスペースも必要となり、同様に設置スペースが制約を受ける。

そこで、本発明は、記録媒体のサイズ情報を符号化する機構のコンパクト化および低コスト化を図ることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、記録媒体を収容し、画像形成装置本体に対して装着および取り外し可能の媒体収容部と、画像形成装置本体に設けられ、複数の可動子および各可動子に対応した複数の接点を備え、かつ各接点の開閉を、対応する可動子の位置に応じて切り替える検出部と、媒体収容部に回転自在に支持され、回転方向に凹部と凸部が設けられた制御面を有し、かつ媒体収容部に収容された記録媒体の媒体サイズと関連付けた回転位相をとる制御部材とを備え、各回転位相をとった制御部材が、制御面のうち各可動子と対向する領域に、各回転位相に固有のパターンで凸部もしくは凹部を配置し、このパターンに応じて各可動子の位置を制御することで、媒体サイズを符号化する給送装置において、制御面を制御部材の外周面に形成し、各可動子を制御面と対向させて該制御面を含む同一平面上に配置し、かつ凸部の外周面を、その回転半径以上の曲率半径を有する形状に形成し、制御部材と検出部の各可動子との間に、凸部の外周面と接触可能であり、対応する可動子と連動して媒体収容部の着脱方向に移動可能のスペーサをそれぞれ配置し、媒体収容部の装着時における制御部材の回転軸の移動軌跡の延長線から離れた位置にあるスペーサの長さを、該移動軌跡に近い位置にあるスペーサの長さよりも長くしたことを特徴とするものである。

本発明の給送装置によれば、記録媒体の媒体サイズを符号化する機構をコンパクト化および低コスト化することができる。そのため、小型で安価な画像形成装置を提供することが可能となる。

給送装置を有する画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 画像形成装置本体を前面から見た斜視図である。 第一実施形態にかかる給送装置の構成を示す斜視図である。 検出部の概略構成を示す断面図である。 制御部材および保持機構の斜視図である。 給送装置の側面図である。 制御部材の一部拡大斜視図である。 保持機構の断面図である。 可動子のＯＮ・ＯＦＦパターンと用紙サイズとの関連を示す表である。 第二実施形態にかかる給送装置の構成を示す斜視図である。 給送装置の側面図である。 保持機構の断面図である。 可動子のＯＮ・ＯＦＦパターンと用紙サイズとの関連を示す表である。 制御部材およびスペーサの他の実施形態を示す概略側面図である。 給送装置の他の実施形態を示す概略側面図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付し、一度説明した後ではその説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の実施形態として、画像形成装置の一形態であるカラーレーザプリンタの全体構成及び動作について説明する。ただし、本発明は、カラーレーザプリンタに限定されず、モノクロプリンタや、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置にも適用可能である。

図１に示す画像形成装置は、露光部２、画像形成部３、画像転写部４、給紙装置５、搬送路６、定着部７、および排出部８などにより構成される。

露光部２は、画像形成装置１の上部に位置しており、光を発光する光源や各種光学系より構成される。露光部２では、図示しない画像取得手段から得られた画像データに基づいて作成する画像の色分解成分毎の光を、後述する画像形成部３の感光体に向けて照射し、感光体の表面を露光することで、感光体の表面に潜像が形成される。

画像形成部３は、露光部２の下方に位置しており、画像形成装置本体１に対して着脱可能に構成された複数の作像ユニット３１を備える。各作像ユニット３１は、表面上に現像剤としてのトナーを担持可能な像担持体としての感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２の表面を一様に帯電させる帯電ローラ３３と、感光体ドラム３２の表面にトナーを供給する現像機３４と、感光体ドラム３２の表面をクリーニングする感光体クリーニングブレード３５などで構成される。なお、各作像ユニット３１は、カラー画像の色分解成分であるイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色に対応した４つの作像ユニット３１（３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｂｋ）からなり、これらはトナーの色以外は同様の構成であるため、重複説明を省略する。

画像転写部４は、画像形成部３の直下に位置する。この画像転写部４は、駆動ローラ４ａおよび従動ローラ４ｂに周回走行可能に張架する転写ベルト４３、転写ベルト４３の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置４４、感光体ドラム３２に対して転写ベルト４３を挟んだ対向位置に配置する一次転写ローラ４５などで構成される。各一次転写ローラ４５はそれぞれの位置で転写ベルト４３の内周面を押圧しており、この押圧力で各感光体ドラム３２と各一次転写ローラ４５との間にそれぞれ一次転写ニップが形成される。

また、駆動ローラ４ａに対向した位置に二次転写ローラ４６が配設される。二次転写ローラ４６は転写ベルト４３の外周面を押圧しており、駆動ローラ４ａと二次転写ローラ４６との間に二次転写ニップが形成されている。転写ベルト４３の下方には、ベルトクリーニング装置４４でクリーニングされた廃トナーを収容する廃トナー収容器４７が配置されている。クリーニング装置４４で除去された廃トナーは、図示しない廃トナー移送ホースを介して廃トナー収容器４７に移送される。

給紙装置５は、画像形成装置１の下部に位置しており、記録用紙Ｐを収容した給紙トレイ５１や、給紙トレイ５１から記録用紙Ｐを搬出する給紙ローラ５２などを具備するが、その詳細な構成は後で述べる。

搬送路６は、給紙部５から搬出された記録用紙Ｐを搬送する搬送経路であり、一対のレジストローラ６１の他、後述する排出部８に至るまで、図示しない搬送ローラ対を搬送路６の途中に適宜配置する。

定着部７は、二次転写ニップの搬送経路下流に位置しており、加熱源７１によって加熱される定着ローラ７２、その定着ローラ７２を加圧可能な加圧ローラ７３などを有する。

排出部８は、画像形成装置１の搬送路６の最下流に設けられ、記録用紙Ｐを外部へ排出する一対の排紙ローラ８１と、排出された記録媒体をストックする排紙トレイ８２とを有する。

以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作を説明する。

画像形成装置において、画像形成動作を開始すると、各作像ユニット３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｂｋの感光体ドラム３２を、図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動し、感光体ドラム３２の表面を帯電ローラ３３によって所定の極性に一様に帯電する。帯電された各感光体ドラム３２の表面に、形成する画像の色成分毎のレーザ光を露光部２からそれぞれ照射して、感光体ドラム３２の表面に静電潜像を形成する。このとき、各感光体ドラム３２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体ドラム３２上に形成した静電潜像に、各現像機３４によりトナーを供給することにより、静電潜像を顕像であるトナー画像（現像剤像）として可視像化する。

次いで、画像転写部４の駆動ローラ４ａを図の反時計回りに回転駆動することにより、転写ベルト４３を図の矢印Ｄで示す方向に走行駆動する。また、各一次転写ローラ４５には、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧または定電流制御された電圧を印加する。これにより、各一次転写ローラ４５と各感光体ドラム３２との間の一次転写ニップにおいて転写電界を形成する。そして、各作像ユニット３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｂｋの感光体ドラム３２上に形成した各色のトナー画像を、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界により、転写ベルト４３上に順次重ね合わせて転写する。かくして転写ベルト４３の表面に、フルカラーのトナー画像が形成される。

その後、各感光体ドラム３２の表面に付着している残留トナーを感光体クリーニングブレード３５によって除去し、次いで、その表面を図示していない除電装置で除電することにより、その表面電位を初期化して次の画像形成に備える。

一方、画像形成動作を開始すると、画像形成装置の下部では、給紙部５の給紙ローラ５２が回転駆動して、給紙トレイ５１に収容した記録用紙Ｐを搬送路６に送り出す。レジストローラ６１は、搬送路６に送り出された記録用紙Ｐを、所定のタイミングで二次転写ニップに搬送する。このとき二次転写ローラ４６は、転写ベルト４３上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧を印加することにより、二次転写ニップに転写電界を形成する。そして、この転写電界によって、転写ベルト４３上のトナー画像が記録用紙Ｐ上に一括して転写される。

トナー画像が転写された記録用紙Ｐは、定着部７に搬送され、加熱源７１により加熱される定着ローラ７２と加圧ローラ７３とにより加熱および加圧され、これによってトナー画像が記録用紙Ｐに定着される。トナー画像を定着した記録用紙Ｐは、定着ローラ７２から分離された後、図示しない搬送ローラ対で搬送されて、排出部８において排紙ローラ８１により排紙トレイ８２に排出される。一方、転写後の転写ベルト４３上に付着している残留トナーは、ベルトクリーニング装置４４により除去され、図示しないスクリューや廃トナー移送ホースなどによって廃トナー収容器４７へ搬送され、回収される。

以上の説明は、記録用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像ユニット３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つまたは３つの作像ユニット３１を使用して、２色または３色の画像を形成したりすることも可能である。また、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。

以下、本発明の特徴部分である給紙装置５の第一実施形態を説明する。
媒体収容部としての給紙トレイ５１は、図２に示すように、画像形成装置本体１の前面（図１の右側）に設けられた開口部を介し、画像形成装置本体１に装着し、あるいは画像形成装置本体１から取り外される。図２では、給紙トレイ５１の装着方向を矢印Ａで表し、給紙トレイの取り外し方向を矢印Ｂで表している（以下の説明でも同じ）。給紙トレイ５１の前面パネル５１１には、給紙トレイ５１の着脱操作時に使用者が掴むための取っ手５１２が形成されている。前面パネル５１１の一方の側部には、給紙トレイ５１内の用紙残量を表示する残量表示窓５１３が形成され、他方の側部には、給紙トレイ５１内に収容された用紙サイズを表示するサイズ表示窓５１４が形成されている。サイズ表示窓５１４の周縁部５１４ａは、視認性向上のために傾斜面状に形成するのが望ましい（図３参照）。

図３は、給紙トレイ５１を画像形成装置本体１に装着する際に、給紙トレイ５１を画像形成装置本体１の開口部に挿入した後、所定の装着位置まで押し進める直前の状態を示す斜視図である。同図に示すように、給紙装置５のうち、給紙トレイ５１の前記他方の側部には、給紙トレイ５１内に収容された用紙のサイズを符号化する符号化手段５３が設けられている。符号化手段５３で符号化された用紙サイズは、画像形成装置本体１の図示しない制御部に伝達される。制御部は、この情報に基づいて用紙サイズに適合した複写や印刷を行うように画像形成装置の各部を制御する。

符号化手段５３は、センサとしての検出部５４と、制御部材５５と、検出部５４と制御部材５５の間に配置されたスペーサ５６と、制御部材５５の回転位相を保持する保持機構５８（図５参照）とを備えている。以下、これらの構成を順次説明する。

検出部５４は、図６に示すように、一列に並べた複数（本実施形態では三つ）の可動子５４１を有する。検出部５４は、各可動子５４１を後述の制御部材５５の制御面５５２と対向させ、かつ各可動子５４１を、該制御面５５２を含む同一平面上に配置して、画像形成装置本体１のフレーム１１（図３参照）に取り付けられている。図４に概略図示するように、可動子５４１は、ホルダ５４２に対して突出する位置と、ホルダ５４２内に後退する位置との間で移動可能である。各可動子５４１は、ホルダ５４２内に配置された弾性部材５４３の付勢力でホルダ前面５４２ａからの突出方向に常時付勢されている。この付勢力に抗して可動子５４１を押し込むことで、可動子５４１を後退させることができる。

各可動子の移動領域には、回路を開く方向に付勢された接点５４４が配置されている。可動子５４１が後退すると、可動子５４１と当接した接点５４４が閉じる。また、可動子５４１が突出すると、接点５４４が開く。各接点５４４は、画像形成装置本体１の制御部に電気的に接続されている。

図３および図５に示すように、制御部材５５は、軸方向の貫通穴５５１を有する概略円筒状の形態をなし、例えば樹脂で形成される。給紙トレイ５１の側面の外側に突設したボス５７に貫通穴５５１を嵌合することで、制御部材５５は給紙トレイ５１に回転自在に支持される。制御部材５５の回転軸Ｏは、給紙トレイ５１の着脱方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と直交して水平方向に延びている。この制御部材５５は、使用者により、所定の回転位相となるように回転操作される。

制御部材５５の外側端部の外周面には、凹部５５２ｂと、凹部５５２ｂに対して半径方向に突出する複数の凸部５５２ａとからなる制御面５２２が形成されている。給紙トレイ５１を画像形成装置本体１に装着した状態では、制御面５２２は給紙トレイ５１の装着方向（矢印Ａ方向）で検出部５４と対向している。本実施形態では、凸部５５２ａの外周面が回転軸Ｏを中心とする円筒面状に形成されており、従って、凸部５５２ａの外周面の曲率半径は回転半径と等しい。凸部５５２ａの周方向の長さや数は、符号化する用紙サイズの種類数に応じて定められる。本実施形態では、凸部５５２ａと凹部５５２ｂを二つずつ設けた制御面５５２を例示している。凸部５５２ａと凹部５５２ｂは、制御面５２２に最低一つずつあれば足りる。

制御面５５２の内径側は空洞になっている。また、この空洞内には、制御面５５２を形成する外径側の円筒部と、貫通孔５５１を形成する内径側の円筒部とに掛け渡す形で半径方向に延びるリブ５５７が設けられている。使用者はこの空洞に入れた指をリブ５５７に引っ掛けることで、制御部材５５を回転させることができる。

図５に示すように、制御面５５２よりも内側の制御部材５５の外周面には、円周方向に等ピッチで複数の突起５５３が形成されている。この突起５５３は、制御部材５５を回転させる際の指の滑り止めとして機能させることができる。

突起５５３よりも内側の制御部材５５の外周面には、円筒面状のサイズ表示面５５４が設けられる。このサイズ表示面５５４には、その周方向の複数個所に用紙サイズとして、規格化されたサイズ名称（Ａ４，Ａ３等）や用紙搬送方向（縦向き、横向き）を表す文字や図形が描かれている。このサイズ表示面５５４は、給紙トレイ５１の前面パネル５１１に設けられたサイズ表示窓５１４と対向する位置にあり、従って、サイズ表示面５５４に描かれた用紙サイズは、サイズ表示窓５１４を介して外部から視認することができる。

サイズ表示面５５４の用紙サイズ（文字や図形）は、成形、印刷等の手段で直接制御部材５５の外周面に形成する他、外周面にデカルを貼り付けることで描くこともできる。図７に示すように、サイズ表示面５５４に軸方向に延びる突条５５４ａ（溝でもよい）を形成しておけば、デカルの一端をこの突条５５４ａに位置合わせてからその全体をサイズ表示面５５４に貼り付けることが可能となり、サイズ表示面５５４における用紙サイズの表示と、制御面５５２の凸部５５２ａや凹部５５２ｂとの間の円周方向の位相ずれを防止し、組立ミスを低減することができる。図示のように、突条５５４ａの軸方向一端に傾斜面５５４ｂを形成する等して突条５５４ａの形状を軸方向で非対称にしておけば、デカルの貼り付け方向の誤りを防止し、さらなる組立ミスの低減を図ることができる。

サイズ表示面５５４よりも内側の制御部材５５の外周面には、後述の保持機構５８の一部を構成する拘束部５５５が形成されている。図８に示すように、拘束部５５５の円周方向複数個所には、保持機構５８の係合部として機能する谷部５５５ａが形成されている。谷部５５５ａは、例えば滑らかな凹曲面で形成することができる。隣接する谷部５５５ａの間には、滑らかな凸曲面で形成した山部５５５ｂが形成されている。図５に示すように、山部５５５ｂの最大外径寸法は、サイズ表示面５５４の外径寸法よりも小さい。

また、拘束部５５５よりも内側の制御部材５５の外周面には、フランジ５５６が形成されている。

以上の説明では、制御部材５５として、図５に示すように、軸方向の外側から内側に向かって制御面５５２、操作部５５３、サイズ表示面５５４、拘束部５５５、およびフランジ５５６を順次設けたものを例示しているが、各部５５２〜５５６の軸方向の配置位置は必要に応じて入れ替えることができる。例えば、フランジ５５６をサイズ表示面５５４と拘束部５５５の間に設けることもできる。

次に、スペーサ５６について説明する。図６に示すように、スペーサ５６は長尺状の部材であり、長手方向を給紙トレイ５１の着脱方向（矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向）に向けて、検出部５４の各可動子５４１と制御部材５５の制御面５５２との間にそれぞれ配置されている。各スペーサ５３は、画像形成装置本体１に設けたガイド部１２にガイドされて給紙トレイ５１の着脱方向と平行方向にスライド可能である。

スペーサ５６の先端面５６１は、これを制御部材５５の凸部５５２ａに接触させた時に、当該凸部５５２ａの外周面と適合する形状に形成されている。具体的には、給紙トレイ５１を着脱した時の回転軸Ｏの移動軌跡の延長線Ｐ上にあるスペーサ５６ａでは、先端面が垂直に近い面となっている。また、この移動軌跡の延長線Ｐから遠いスペーサ５６ｂでは、先端面５６１が該延長線Ｐから離反するほど給紙トレイ５１の取り外し方向（矢印Ｂ方向）側に変位したテーパ面状になっている。以上の構成から、給紙トレイ５１の装着により各スペーサ５６の先端面５６１を凸部５５２ａの外周面に当接させると、両者を実質的に面接触させることができる。両端のスペーサ５６ｂは共通部品化することができ、これにより低コスト化を図ることが可能となる。

スペーサ５６の基端には、ストッパ５６２が形成されている。このストッパ５６２がガイド部１２に当接することで、各スペーサ５６の突出位置が規定される。スペーサ５６の先端面５６１が制御面５５２の凹部５５２ｂと対向した状態では、当該スペーサ５６は、付勢力を受けた可動子５４１に押圧されて給紙トレイ５１の取り外し方向（矢印Ｂ方向）側に移動する。これにより、当該スペーサ５４１および可動子５４１が第一位置としての突出位置に達し（図６の下段のスペーサ５６ｂ参照）、当該可動子５４１に対応する接点５４４が開いた状態となる（ＯＦＦ）。なお、この状態では、スペーサ５６の先端面５６１は、凹部５５２ｂの外周面に対して非接触の状態にある。

その一方、スペーサ５６の先端面５６１が制御面５５２の凸部５５２ａと対向した状態では、給紙トレイ５１の装着に伴い、スペーサ５６が凸部５５２ａから押圧力を受けて給紙トレイ５１の装着方向（矢印Ａ方向）に後退し、さらに可動子５４１も後退する。これにより、スペーサ５６および可動子５４１が第二位置としての後退位置に達し、その可動子５４１に対応した接点５４４が閉じた状態となる（ＯＮ）。

このように本実施形態において、スペーサ５６は、後退位置から突出位置に至るまでは検出部５４内に配置された弾性部材５４３の付勢力で移動する。一方、突出位置から後退位置に至るまでは、凸部５５２ａから受けた押圧力で移動する。

次に、保持機構５８について説明する。保持機構５８は、図８に示すように、上述した制御部材５５の拘束部５５５と、給紙トレイ５１に設けられた係止部材５８２とで構成される。係止部材５８２は、給紙トレイ１１に取り付けたベース部材５８１から突出しており、先端部には拘束部５５５の谷部５５５ａに適合する形状の爪部５８３が形成されている。ベース部材５８１と係止部材５８２は、例えば樹脂等で一体に形成され、係止部材５８２の爪部５８３は係止部材５８３自身の弾性で制御部材５５の回転軸Ｏ方向に付勢されている。図示のように爪部５８３が谷部５５５ａに嵌まった状態では、爪部５８３が谷部５５５ａと周方向両側で弾性的に係合するため、制御部材５５の正逆回転が規制され、制御部材５５の回転位相が保持される。

使用者が係止部材５８２の弾性に抗して制御部材５５を回転させると、爪部５８３が谷部５５５ａから脱出し、山部５５５ｂを乗り越えて隣接する谷部５５５ａに嵌まり込む。爪部５８３が任意の谷部５５５ａに嵌ったところで制御部材５５の回転を停止させれば、係止部材５８２の爪部５８３が周方向両側で谷部５５５ａと係合した状態となり、制御部材５５が新たな回転位相で固定される。このように爪部５８３を任意の谷部５５５ａに係合させることで、制御部材５５を、予め定められた複数の回転位相に保持することができる。なお、山部５５５ｂの頂上は滑らかな凸曲面であるので、爪部５８３が山部５５５ｂに乗り上げた状態では、爪部５８３が隣接するどちらかの谷部５５５ａに滑り落ちる。そのため、制御部材５５は、規定の回転位相以外の位相では基本的に保持されない。

本実施形態では、後述のように符号化する対象が８通り存在するので、拘束部５５５の隣接する谷部５５５ａの中心角θも、３６０°を八等分したθ＝４５°になっている。

ベース部材５８１には、抜け止め５８４が取り付けられている。図５に示すように、この抜け止め５８４を制御部材５５の内側端部に設けられたフランジ５５６の外側面に係合させることで、制御部材５５がボス５７（図３参照）から脱落するのを防止することができる。

以下、以上に説明した給紙装置５を用いて、給紙トレイ５１に収容された用紙のサイズを符号化する手順を説明する。
先ず給紙トレイ５１を画像形成装置本体１から取り外した状態では、全てのスペーサ５６および可動子５４１が突出位置にある。従って、検出部５４の接点５４４（図４参照）は全てＯＦＦの状態にある。

画像形成装置本体１から取り外した状態の給紙トレイ５１では、保持機構５８により、制御部材５５が用紙サイズと関連付けられた特定の回転位相に保持されている。給紙トレイ５１を画像形成装置本体１の前面開口部に挿入すると、各スペーサ５６の先端面５６１が制御面５５２の凸部５５２ａと凹部５５２ｂのどちらか一方と対向するが、先端面５６１との対向領域における凸部５５２ａと凹部５５２ｂの配置パターンは、制御部材５５の各回転位相に応じた固有のものとなる。給紙トレイ５１を所定の装着位置まで押し進めると、凸部５５２ａと対向するスペーサ５６、さらにこのスペーサ５６に対応する可動子５４１が凸部５５２ａから押圧力を受けて装着方向（矢印Ａ方向）に押し込まれ、この可動子５４１に対応する接点５４４がＯＮに切り替わる。一方、凹部５５２ｂと対向するスペーサ５６および対応する可動子５４１は、給紙トレイ５１を装着位置まで押し込んだ後でもその位置が変わらず、対応する接点５４４はＯＦＦのままとなる。制御部材５５を回転させて任意の回転位相に保持しておけば、給紙トレイ５１の装着後における全ての接点５４４のＯＮ・ＯＦＦパターンが一義的に定まる。

これにより、用紙サイズの符号化を行うことができ、全接点５４４のＯＮ・ＯＦＦパターンから、用紙サイズを特定することが可能となる。例えば図６に示す三つの可動子５４１のうち、上段の可動子５４１と中段の可動子５４１に対応する接点５４４がＯＮとなり、下段の可動子５４１に対応する接点５４４がＯＦＦとなった場合には、「Ａ４サイズ・横向き」の用紙サイズであると判定することができる。画像形成装置本体１の制御部は、この判定を行った上で、判定結果に基づいて画像形成装置の各部を制御し、印刷作業を開始する。

三つの接点５４４のＯＮ・ＯＦＦパターンの総組み合わせ数は、２＾３通り（八通り）となる。従って、本実施形態の構成であれば、全部で八種類の用紙サイズを符号化し、個々の用紙サイズに応じた印刷を行うことが可能となる。図９に、各接点５４４のＯＮ・ＯＦＦパターンに対する用紙サイズの割り当ての一例を示している。図６に示す三つの可動子５４１のうち、上段の可動子５４１がＮｏ．１、中段の可動子５４１がＮｏ．２、下段の可動子５４１がＮｏ．３である。また、同図中の「１」が接点５４４のＯＮ、「０」が接点５４４のＯＦＦを意味する。さらに、用紙の規格サイズ（Ａ４、Ａ３等）に付した「Ｔ」の文字は用紙長手方向と搬送方向が平行（縦向き）であることを意味し、「Ｙ」の文字は用紙短手方向と搬送方向が平行（横向き）であることを意味する。

また、給紙トレイ５１のサイズ表示窓５１４には、制御部材５５の回転位相に対応した各用紙サイズが表示される。従って、制御部が認識する用紙サイズと外部に視覚的に表示される用紙サイズとを一致させることができ、給紙トレイ５１が現在どの用紙サイズに適合しているのか、を使用者に認識させることができる。なお、図９に示すように、不定形サイズの用紙も使用する場合には、サイズ表示面５５４に例えば「＊」の文字を描き、これをサイズ表示窓５１４に表示させる。

また、本実施形態では、全ての接点５４４がＯＦＦになった状態（全てのスペーサ５６が突出位置にある状態）では、給紙トレイ５１が未装着状態にある、と判定し、その旨を画像形成装置本体１の操作画面（図示せず）等に表示して使用者に注意を喚起するようにしている。これにより、給紙トレイの装着の有無を検知するための専用センサが不要となり、低コスト化を図ることができる。

この場合、全接点５４４がＯＦＦになるのは給紙トレイの未装着時だけではない。全てのスペーサ５６（可動子５４１）が制御面５５２の凹部５５２ｂと対向する場合でも全接点５４４がＯＦＦとなる。従って、この状態のまま給紙トレイ５１を画像形成装置本体１に装着すると、給紙トレイ５１の装着後も「給紙トレイなし」と判定されて誤検知となる。

かかる不具合を防止するため、全てのスペーサ５６（可動子５４１）が制御面５５２の凹部５５２ｂと対向する回転位相では、保持機構５８を作動させずに制御部材５５の回転を許容するのが望ましい。具体的には、図８に示すように、拘束部５５５のうち、当該回転位相をとった際に、係止部材５８２の爪部５８３と接触する領域（図中の破線で示す領域）に係合部となる谷部５５５ａを設けず、当該領域を例えば回転軸Ｏを中心とする円筒面状に形成する。これにより、そのような回転位相で制御部材５５が保持される事態を防止して制御部材５５の回転を許容し、上記で述べたような誤検知を回避することが可能となる。

上記とは反対に、専用センサで給紙トレイ５１の装着の有無を検知する構成を採用した場合、全ての接点５４４がＯＦＦとなるパターンも用紙サイズの検知に使用することができ、使用可能な媒体サイズの種類数を増すことができる。この場合、図８に示す保持機構５８において、円筒面を形成した領域（破線丸印で示す箇所）にも係合部としての谷部５５５ａを設け、全てのスペーサ５６（可動子５４１）が制御面５５２の凹部５５２ｂと対向する回転位相でも制御部材５５の回転を拘束する必要がある。

以上の構成を有する本発明の給送装置５は以下の作用効果を奏する。

制御面５５２を制御部材５５の外周面に形成し、各可動子５４１を制御面５５２と対向させて該制御面５５２を含む同一平面上に配置しているため、制御部材５５を小型化することができる。すなわち、凹凸を有する制御面を制御部材５５の軸方向複数箇所に形成する場合と異なり、制御面５５２を軸方向一箇所に形成すれば足りるため、制御部材５５の軸方向寸法を短くして制御部材５５をコンパクト化することが可能である。従って、符号化手段５３の占有スペースを小さくし、そのレイアウト自由度を向上させることができる。また、検出部５４として、可動子５４１を一列に有する汎用品が使用可能となるので、低コスト化を図ることもできる。

制御部材５５は、ボス５７（図３参照）に対して嵌合した状態で支持されているためにガタを有する。そのため、制御面５５２の凸部５５２ａと、これに接触する検出部５４側の部材（本実施形態ではスペーサ５６）との接触面積が小さいと、可動子５４１の押し込み量にばらつきを生じ、接点５４４のＯＮ・ＯＦＦの正確な切り替えに支障を来たすおそれがある。これに対し、本発明では、凸部５５２ａの外周面を、その回転半径と同じ曲率半径を有する形状（円筒面状）に形成しているので、凸部５５２ａとスペーサ５６との間の接触面積を大きくして、制御部材５５のガタの影響による可動子の押し込み量のばらつきを低減することができる。従って、接点５４４の切り替えを精度よく行って、画像形成装置の信頼性を高めることができる。

かかる効果は、凸部５５２ａの外周面を、その曲率半径が回転半径よりも大きい円筒面状に形成した場合にも同様に得ることができる。また、凸部５５２ａの外周面を、その曲率半径を無限大とした平面状に形成した場合にも同様の効果を得ることができる（第二実施形態参照）。凸部５５２ａの外周面を平面状とすれば、スペーサ５６の先端面５６１と確実に面接触させることができるので、制御部材５５のガタの影響による可動子の押し込み量のばらつきをより効果的に低減することができる。

各可動子５４１を突出位置（第一位置）と後退位置（第二位置）の間で移動可能とし、各可動子５４１を、凸部５５２ａから受けた押圧力で突出位置から後退位置に移動させると共に、検出部５４に設けた弾性部材５４３の付勢力で第二位置から第一位置に移動させていること、さらに各可動子に対応する接点を、第一位置でＯＦＦとし、第二位置でＯＮにしていることから、汎用的な構成および機能を有する検出部５４を使用し、シンプルな構成で媒体サイズを符号化することが可能となる。

全ての接点がＯＦＦの状態で、給紙トレイ５１が未装着であると制御部で判定すれば、給紙トレイ５１の装着の有無を検知するための専用センサが不要となる。従って、部品点数を減らしてさらなる低コスト化を図ることができる。

各回転位相で制御部材５５の回転を拘束する拘束機構５８を設けることで、所定の回転位相以外で制御部材５５が停止することによる用紙サイズの誤検知を防止することが可能となる。上記のように全接点５４４のＯＦＦで給紙トレイ５１が未装着であると判定する場合には、全ての可動子５４１が突出位置となる回転位相では拘束機構５８を作動させない。これにより、給紙トレイ５１が装着済みであるにもかかわらず、未装着であると誤検知されることを防止することができる。

保持機構５８は、制御部材５５の外周面の複数個所に設けられた谷部５５５ａ（係合部）と、給紙トレイ５１に設けられ、谷部５５５ａと周方向で弾性的に係合可能の係止部材５８２とで構成することができる。かかる構成であれば、保持機構５８の構成を簡略化することができる。この時、係止部材５８２を自身の弾性で谷部５５５ａに押し付けるようにすれば、係止部材５８２に別途弾性部材を取り付ける必要がなくなり、保持機構５８の構成をさらに簡略化することができる。

本発明では、制御部材５５と検出部５４の各可動子５４１との間に、凸部５５２ａの外周面と接触可能であり、対応する可動子５４１と連動して給紙トレイ５１の着脱方向に移動可能のスペーサ５６をそれぞれ配置している。スペーサ５６を省略した場合、図１５に示すように検出部５４の可動子５４１を制御部材５５の凸部５５２ａに接触させることになる。しかしながら、汎用的な検出部では可動子５４１の高さｈ（図６参照）が一定であるため、そのままでは、前記延長線Ｐに対する可動子５４１の離隔距離に応じて押し込み量が異なる値となる。従って、延長線Ｐに近い可動子５４１を基準に押し込み量を設定した場合には、延長線Ｐから遠い可動子５４１で押し込み不足が生じ、延長線Ｐから遠い可動子５４１を基準に押し込み量を設定した場合には、延長線Ｐに近い可動子５４１で押し込み量過多が生じて可動子５４１の限界可動量を超えるおそれがある。図１５に示すように、可動子５４１の長さを中央部と両側で異なる長さにすれば、かかる問題を回避することができるが、可動子５４１の長さが異なる検出部５４は汎用品ではないため、コストアップを招く。

これに対し、スペーサ５６を使用することで、可動子５４１の押し込み量を同じにすることができ、かつ可動子５４が同じ長さを有する汎用品を使用することが可能となるので、上記不具合を回避することができる。画像形成装置のサイズや設計能力から上述の不具合が特に問題とならない場合には、図１５に示すようにスペーサ５６を省略し、可動子５４１を制御部材５５の凸部５５２ａに直接接触させても構わない。

各スペーサ５６の先端面５６１を、凸部５５２ａの外周面に適合する形状に形成することで、スペーサ５６と凸部５５２ａの外周面とを実質的に面接触させることができる。これにより、スペーサ５６と凸部５５２ａの接触状態を安定化させて、媒体サイズの符号化を精度良く行うことが可能となる。具体的には、給紙トレイの装着時における制御部材５５の回転軸Ｏの移動軌跡の延長線から離れた位置にあるスペーサ５６ｂの先端面５６１を、該延長線から離反するほど給紙トレイ５１の取り外し方向側に変位させた形状にすることで、スペーサ５６と凸部５５２ａを実質的に面接触させることが可能となる。

制御部材５５に、給紙トレイ５１に収容された記録媒体の媒体サイズを表示するためのサイズ表示面５５４を設けることにより、制御部材５５の現状の回転位相がどの用紙サイズに対応しているのか、を容易に判断することが可能となる。

以下、本発明の第二実施形態を図１０〜図１３に基づいて説明する。なお、第二実施形態における符号化手段５３の説明は、第一実施形態と異なる構成および機能を有する部材についてのみ行うこととし、第一実施形態と同じ構成および機能を有する部材については、共通の参照番号を付して重複説明を省略することとする。

図１０および図１１に示すように、第二実施形態では、上記のとおり、制御部材５５の凸部５５２ａの外周面を平面状にした点が第一実施形態と異なる。この平面状をなす凸部５５２ａの外周面は、その周方向両端が回転軸Ｏを中心とする円筒面に内接する形状になっている。

また、第二実施形態では、検出部５４として、可動子５４１を四つ有するタイプを使用している。この検出部５４を使用すれば、２＾４通り（１６通り）の用紙サイズを符号化することができ、給紙トレイ５１に収容できる用紙サイズの種類数が大幅に増す。図１３に、各接点５４４のＯＮ・ＯＦＦパターンに対する用紙サイズの割り当ての一例を示している。図中の「１」、「０」、「Ｔ」、「Ｙ」の意味は図９と共通する。図１０および図１１は、Ａ４サイズを縦向きで搬送する場合の制御部材５５および検出部５４を示している。この実施形態でも、四つ全ての接点５４４がＯＦＦになった状態（全てのスペーサ５６が突出位置にある状態）では、給紙トレイ５１が未装着状態にある、と判定することができ、この場合には１５通りの用紙サイズを判別することが可能となる。

四つのスペーサ５６は、給紙トレイ５１を画像形成装置本体１に対して着脱した時の回転軸Ｏの移動軌跡Ｐの延長線Ｐを挟んで上下方向で対称に配置される。各スペーサ５６の先端面５６１は、何れも平面状の凸部５５２ａの外周面と面接触するテーパ面状に形成されている。このうち、中央の二つのスペーサ５６ａの先端面５６１のテーパ角は、両端のスペーサ５６ｂの先端面５６１のテーパ角よりも大きい。中央の二つのスペーサ５６ａを共通部品とし、かつ両端のスペーサ５６ｂを共通部品とすることで、低コスト化を図ることができる。

このように検出部５４の可動子５４１を第一実施形態の検出部５４よりも増設した場合には、図１１に示すように、凸部５５２ａとスペーサ５６の間の接触部における接触角α（回転軸Ｏから接触部に向う線と接触部を通る可動子５４１の中心線とがなす角度）が大きくなる。接触角αが４５°よりも大きくなると、給紙トレイ５１の装着時に、スペーサ５６に作用する装着方向の押圧力よりも、スペーサ５６を押し広げようとする力が大きくなり、スペーサ５６とガイド部１２との間でこじりを生じやすくなる。従って、全てのスペーサ５６について接触角αが４５°以下となるように、制御部材５５の外径寸法を第一実施形態における制御部材５５の外径寸法よりも若干大きく設計する必要がある。かかる対策でも接触角αが４５°を越える場合には、こじりを低減するため、凸部５５２ａの外周面を、第一実施形態と同様に回転軸Ｏを中心とする円筒面状に形成するのが望ましい。

図１２に、第二実施形態における保持機構５８の概略構成を図示する。第二実施形態の符号化手段５３では、符号化する対象が１６通りであるので、拘束部５５５の隣接する谷部５５５ａ間の中心角θは、θ＝２２．５°に設定される。この実施形態でも、全ての接点５４４がＯＦＦで「給紙トレイなし」と判定しているので、誤検知を防止するため、拘束部５５５のうち、全ての接点５４４がＯＦＦとなる回転位相で、係止部材５８２の爪部５８３と接触する領域（図中の破線で示す領域）での谷部５５５ａを省略し、当該領域を突出部５５５ｃで形成している。図８と同様に、この領域の拘束部５５５を円筒面で形成してもよい。また、図８に示す実施形態でも、谷部５５５ａを省略した部分を図１２と同様の突出部５５５ｃで形成することもできる。

以上に説明した第一および第二各実施形態では、給紙トレイ５１を画像形成装置本体１に装着した状態で制御部材５５を回転させた場合、スペーサ５６が制御面５５２の凸部５５２ａと凹部５５２ｂの間の段差面に引っかかるため、制御部材５５をスムーズに回転させることができない。これに対し、図１４に示すように、凸部５５２ａの外周面と凹部５５２ｂの外周面とをつなぐ段差面をなだらかなテーパ面状に形成し、さらに望ましくはスペーサ５６の先端を、段差面と干渉しにくい球面状に形成すれば、給紙トレイ５１を画像形成装置本体１に装着した状態でも、制御部材５５を回転させることが可能となる。従って、給紙トレイ５１を画像形成装置本体１に装着した状態でも、用紙サイズを変更することが可能となる。

１ 画像形成装置本体
５ 給送装置
１２ ガイド部
５１ 媒体収容部（給紙トレイ）
５３ 符号化手段
５４ 検出部
５５ 制御部材
５６ スペーサ
５８ 保持機構
５４１ 可動子
５４３ 弾性部材
５４４ 接点
５５２ 制御面
５５２ａ 凸部
５５２ｂ 凹部
５５３ 突起
５５４ サイズ表示面
５５５ 拘束部
５５５ａ 係合部（谷部）
５５５ｂ 突出部（山部）
５６１ 先端面
５８２ 係止部材
Ｏ 回転軸
Ｐ 移動軌跡の延長線

特開平６−１００１９８号公報 特開平１１−５９９２０号公報 特開２００９−７３６６４号公報 特開平９−２９０９２９号公報

Claims (12)

1. 記録媒体を収容し、画像形成装置本体に対して装着および取り外し可能の媒体収容部と、画像形成装置本体に設けられ、複数の可動子および各可動子に対応した複数の接点を備え、かつ各接点の開閉を、対応する可動子の位置に応じて切り替える検出部と、媒体収容部に回転自在に支持され、回転方向に凹部と凸部が設けられた制御面を有し、かつ媒体収容部に収容された記録媒体の媒体サイズと関連付けた回転位相をとる制御部材とを備え、各回転位相をとった制御部材が、制御面のうち各可動子と対向する領域に、各回転位相に固有のパターンで凸部もしくは凹部を配置し、このパターンに応じて各可動子の位置を制御することで、媒体サイズを符号化する給送装置において、
   制御面を制御部材の外周面に形成し、各可動子を制御面と対向させて該制御面を含む同一平面上に配置し、かつ凸部の外周面を、その回転半径以上の曲率半径を有する形状に形成し、
   制御部材と検出部の各可動子との間に、凸部の外周面と接触可能であり、対応する可動子と連動して媒体収容部の着脱方向に移動可能のスペーサをそれぞれ配置し、
   媒体収容部の装着時における制御部材の回転軸の移動軌跡の延長線から離れた位置にあるスペーサの長さを、該移動軌跡に近い位置にあるスペーサの長さよりも長くしたことを特徴とする給送装置。
2. 各可動子を第一位置と第二位置の間で移動可能とし、各可動子を、凸部から受けた押圧力で第一位置から第二位置に移動させると共に、付勢力で第二位置から第一位置に移動させ、各可動子に対応する接点を、第一位置でＯＦＦとし、第二位置でＯＮにする請求項１に記載の給送装置。
3. 全ての接点がＯＦＦの状態で、媒体収容部が未装着であると判定する請求項２に記載の給送装置。
4. 全ての可動子が第一位置となる回転位相を除く各回転位相で制御部材の回転を拘束する拘束機構をさらに有する請求項３に記載の給送装置。
5. 各回転位相で制御部材の回転を拘束する拘束機構をさらに有する請求項１〜３何れか１項に記載の給送装置。
6. 拘束機構が、制御部材の外周面の複数個所に設けられた係合部と、媒体収容部に設けられ、前記係合部と周方向で弾性的に係合可能の係止部材とを備える請求項４または５に記載の給送装置。
7. 各スペーサの先端面を、凸部の外周面に適合する形状に形成した請求項１〜６何れか1項に記載の給送装置。
8. 媒体収容部の装着時における制御部材の回転軸の移動軌跡の延長線から離れた位置にあるスペーサの先端面を、該延長線から離反するほど媒体収容部の取り外し方向側に変位させた請求項７に記載の給送装置。
9. 制御部材の外周面に、媒体収容部に収容された記録媒体の媒体サイズを表示するためのサイズ表示面を設けた請求項１〜８何れか１項に記載の給送装置。
10. 凸部の外周面を、制御部材の回転軸と同軸の円筒面状に形成した請求項１〜９何れか１項に記載の給送装置。
11. 凸部の外周面を、平坦面状に形成した請求項１〜９何れか１項に記載の給送装置。
12. 請求項１〜１１の何れか１項に記載の給送装置を有する画像形成装置。