JP6237246B2 - 底板押し下げ機構と画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機、これらの機能を併せ持った複合機等の画像形成装置に装備される給紙装置のための底板押し下げ機構に関するもので、特に、手差しトレイと積載用紙から順次給紙を行うことができる給紙カセットとを備えた給紙装置に適用される。

画像形成装置として、トナーにより記録媒体（用紙、転写紙等とも称され、材質として紙に限定されない）上に文字等の情報を形成し、その像を定着する方式のものや、インク滴を記録媒体に吐出して画像情報を形成する方式のもの等がある。

そのような画像形成装置においては、用紙を画像形成部に給紙するために、装置本体に着脱自在に装着され用紙束を積載する給紙カセットや、様々なサイズの用紙に対して対応可能なマルチトレイとも称される手差しトレイが備えられている。そして、給紙方式としてフリクションパッド方式を用い、同じ給紙コロから、給紙カセットからの給紙と手差しトレイからの給紙を行うことができる画像形成装置が知られている。フリクションパッド方式は、給紙カセットのセット時に、給紙カセット底部に備えられた底板をバネなどを用いて持ち上げ、給紙カセットにセットされた用紙を給紙コロに当接させる構成となっている。そのため、給紙カセットをセットした状態で手差しトレイから用紙を給紙する場合、給紙カセットの底板を押し下げ、セットされている用紙と給紙コロの間に隙間を作り、そこに手差しトレイから給紙する用紙を差し込む必要がある。

従来、給紙カセットの底板を押し下げるために、解除レバーが設けられ、それを操作していたが、操作性が悪く、また手差し用紙挿入ガイドが短く、用紙のガイドが不完全で、用紙が斜行し易いという欠点もあった。そこで、特許文献１に、手差し給紙の際には、挿入ガイドを補足する機能を備えた給紙カバーを持ち上げることで、そのカバーに形成されたアームによって底板を押し下げ、底板に積載された用紙の給紙ローラへの押圧を解除する構成が提案されている。しかしながら、このような「給紙カバーを上に持ち上げることで給紙カセットの底板を押し下げる構成」では、給紙カセットの底板の持ち上がり具合によらず、常に一番低い位置（一定位置）まで底板を押し下げるため、給紙カセットに積載されている用紙の枚数によって給紙カバーの操作力が大きく異なるといった問題がある。

本発明の課題は、同じ給紙コロから、給紙カセットからの給紙と手差しトレイからの給紙を行うことができる給紙装置において、レバーの操作によって給紙カセットの底板を押し下げる際、手差しトレイからの給紙のために必要な分だけ底板を押し下げることができるようにすることにある。

上記課題は、積載用紙の量に応じて上昇する底板の上昇度合いに合わせて回転するギヤ部と、操作レバーと、前記操作レバーの操作に合わせて回動するセクタギヤとを備え、前記セクタギヤは前記操作レバーの操作範囲内で前記ギヤ部と噛み合う位置と噛み合わない位置とを有し、一定量の操作レバーの操作によって底板が押し下げられるようになっていて、操作レバーの操作によって底板が押し下げられる各押し下げ位置が底板の上昇度合いに応じて互いに異なるものであることによって、解決される。

本発明によれば、底板の持ち上がり具合に対応して回転するギヤ部に対し、底板押し下げ動作の前には、圧解除機能を有する操作レバーに合わせて回動するセクタギヤは噛み合わない位置に待機しており、任意の高さの底板に対してレバーの同じ操作量をもって底板を上昇していた度合いに応じた量だけ押し下げることができるので、給紙カセットに積載されている用紙の量による操作力の差を小さくすることができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのインクジェット式プリンタの全体構成を示す概略図である。 図１のプリンタであって、給紙カセットの底板が持ち上げられている様子を示す概略図である。 底板押し下げ機構の構成を示す概略図である。 底板押し下げ機構の動きの様子を示す図で、図４ａ１，ａ２は、底板が低い位置を占めている状態での機構の動作前後を示し、図４ｂ１，ｂ２は、底板が上がって高い位置を占めている状態での機構の動作前後を示す。 底板押し下げ機構の別の実施形態を示す概略図で、図５ａが機構の動作前の状態であり、図５ｂが機構の動作後の状態である。 底板押し下げ機構の更に別の実施形態を示す概略図で、図６ａが機構の動作前の状態であり、図６ｂが機構の動作後の状態である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１，２に示す画像形成装置は、インクジェット式プリンタであり、図１は底板２が下がっている状態を示し、図２は底板２が持ち上げられている状態を示す。

このプリンタにおいては、給紙カセット１と手差しトレイ１４のどちらからも給紙が可能なように構成されている。給紙カセット１には、先端にコルクパッド５を備えた底板２が、支点３で回転可能なように保持されている。また底板２には、両サイド（積載用紙の幅方向両端）に垂直に伸びたガイド板が立っていて、その先端に上からの押さえ力を受けるための受け部４が備えられており、底板２が持ち上げられることに伴って、受け部４も上昇する。給紙カセット１をプリンタ本体にセットした状態では、不図示のバネの力によって底板２が持ち上げられるように作用する。積載上限の用紙が底板２にある場合には、図１に示す位置に底板２があり、用紙がなくなると図２に示す位置に底板２が持ち上げられ、その先端部がカラー７に当接する。給紙カセット１がプリンタ本体にセットされた状態では、常に積載用紙か底板２の先端がカラー７に当接している。底板２に用紙が載置されていて、底板２に持ち上げ付勢力がかかっている場合、その状態で給紙コロ８を回転させると、底板２に載置されている用紙が、分離パッド６の作用によって分離され、最上の用紙のみが給紙される。

給紙された用紙は中継ローラ９、搬送ローラ１０によって搬送され、プラテン１１の上を通過する。プラテン１１の上を通過する際、インクヘッドを下部に搭載したキャリッジ１２を用紙搬送方向に対して直交する方向に走査することで、用紙上にインクを打ち込み、画像を形成する。インクジェット式のインク滴による画像形成は公知であり、ここでは説明を省略する。その後、用紙は排紙ローラ１３によって搬送され、排紙トレイ１６の上に排紙される。用紙の通過する軌跡を、搬送パスａによって表す。

一方、給紙カセット１の上には、用紙の幅方向に変位可能なサイドフェンス１５を備えた手差しトレイ１４がセットされている。手差しトレイ１４からも、給紙カセット１からの搬送パスａと同じ経路で用紙を給紙することができ、画像形成後の用紙を排紙トレイ１６の上に排紙する。

排紙トレイ１６は、その軸１７が手差しトレイ１４の側板部に回転可能なように保持されている。本発明では、この排紙トレイ１６を軸１７回りに持ち上げると、底板２の受け部４を下に押し付ける底板押し下げ機構が備えられている。そのため、底板２が持ち上がっている状態であっても、排紙トレイ１６を持ち上げ回転させて受け部４を下に押さえることで、底板２上に積載されている用紙とカラー７の間に隙間を作ることができる。この隙間を作ることで、手差しトレイ１４からの給紙を可能とする。この底板押し下げ機構を以下で説明する。

図３に、底板２を押し下げるための底板押し下げ機構１８の構成を示す。底板押し下げ機構１８は、手差しトレイ１４の両サイド各々に対称的に、あるいは少なくとも片方のサイドに配置されている。底板押し下げ機構１８は、セクタギヤ１９と、外周面を歯付きとした扇部を有するカム２１と、このカム２１の扇部の歯に常に噛み合うギヤ部としての外接ギヤ２０とを備えて構成される。セクタギヤ１９は、排紙トレイ１６の軸１７に片持ち支持され、操作レバーを兼ねる排紙トレイ１６の回転に合わせて回動する。排紙トレイが操作レバーを兼ねるので、省スペースを実現できる。外接ギヤ２０とカム２１は、手差しトレイ１４の側板に形成された２つの軸に夫々回転可能なように取り付けられている。カム２１の、扇部と反対側の外周面は、カム形状とその軸支点の幾何学的バランスの結果として、カム２１の自重がかかるように常に底板２の受け部４に接している。カム２１と受け部４の接触を確実なものとするため、バネによる付勢力をカム２１に与えるようにしてもよい。セクタギヤ１９は、通常時は図３に示すように、外接ギヤ２０と噛み合わない位置にあるが、排紙トレイ１６が持ち上げられ、その軸１７が回転することで、外接ギヤ２０と噛み合う位置をとることになり、外接ギヤ２０を図において時計回りに回転させる。なお、外接ギヤ２０は軸線方向、即ち、紙面に直交する方向に延在し、セクタギヤ１９との噛み合い領域と、カム２１の扇部の歯との噛み合い領域とは、その軸線方向でずれており、干渉しないようになっている。言い換えれば、セクタギヤ１９とカム２１とは紙面と直交する方向でずれていて、カム２１が図３の位置から反時計回りに回転しても、セクタギヤ１９とぶつかることはない。

このような機構の構成により、操作レバーを兼ねる排紙トレイを一定量回転することで、底板２が積載用紙の上面を給紙コロのカラーに当接させている給紙可能位置から、その位置に応じて決まる押し下げ位置へ押し下げられる。これを図４において説明する。積載用紙がかなり存在して、底板２が下がっている場合、底板押し下げ機構１８が動作する前では、図４ａ１に示すように、排紙トレイが通常位置にあることで、その軸１７に取り付けられたセクタギヤ１９は外接ギヤ２０と噛み合っていない。一方、カム２１の扇部の歯は外接ギヤ２０と噛み合っている。カム２１の下辺である外周面は底板２の受け部４に接している。

この状態において、手差しトレイで給紙する場合、排紙トレイを持ち上げると、つまり、所定の操作レバーの操作によって、図４ａ２に示すように、セクタギヤ１９が排紙トレイの軸１７回りに回動して外接ギヤ２０に噛み合って、外接ギヤ２０を回転させる。これにより、噛み合っているカム２１の扇部が図で反時計回りに回転し、したがってカム２１が底板２の受け部４を押圧しながら底板２を支点３回りに押し下げる。その結果、底板２に積載された用紙の最上面と給紙コロのカラーの間に隙間ができ、手差しトレイからの給紙が可能となる。

積載用紙が減ってくると給紙カセットの底板２は支点３回りに押し上げられるように上昇し、積載用紙上面をカラーに当接させる。その際、底板２の上昇度合いに合わせて受け部４も上がってカム２１を回転し、それに伴って外接ギヤ２０も回転する。積載用紙が減っても、底板押し下げ機構１８が動作する前には、図４ｂ１に示すように、排紙トレイの軸１７に取り付けられたセクタギヤ１９は外接ギヤ２０と噛み合っていない。一方、カム２１の扇部の歯は外接ギヤ２０と噛み合っていて、カム２１の下辺である外周面は底板２の受け部４に接している。

この状態において、手差しトレイで給紙する場合、排紙トレイを持ち上げると、図４ｂ２に示すように、セクタギヤ１９が排紙トレイの軸１７回りに回動して外接ギヤ２０に噛み合って、外接ギヤ２０を回転させる。これにより、噛み合っているカム２１の扇部が図で反時計回りに回転し、したがってカム２１が底板２の受け部４を押圧しながら底板２を支点３回りに押し下げる。その結果、底板２に積載された用紙の最上面と給紙コロのカラーの間に隙間ができ、手差しトレイからの給紙が可能となる。

底板２上の用紙の積載状態によって底板の上昇度合いが変わるが、底板押し下げ機構は、排紙トレイを一定量回転させ、言い換えれば、一定の操作レバーの操作を行い、それによって底板の上昇度合いに応じた量だけ底板２を押し下げる。つまり、積載用紙の上面を給紙コロのカラーに当接させている底板２の給紙可能位置から、底板の上昇度合いで決まる押し下げ位置である解除位置へ底板２を押し下げるものである。給紙可能位置から解除位置までの押し下げ量は、カム２１の回転中心と、カム２１と受け部４の接触点との距離にしたがって変化し、底板の上昇度合いに応じて底板２が押し下げられる各押し下げ位置は互いに異なる。

図５に、底板押し下げ機構の別の実施形態を示す。この底板押し下げ機構では、図３のカム２１に代えて、押し下げ棒２２が用いられる。この押し下げ棒２２は、上下方向にのみ変位可能なように手差しトレイの側板に保持されていて、その自重によって底板２の受け部４に常に接している。図５ａから分かるように、押し下げ棒２２の片側面にはラック部が形成され、手差しトレイの側板に形成された軸に回転可能に取り付けられた外接ギヤ２０と常に噛み合っている。セクタギヤ１９が排紙トレイの軸１７に片持ち支持され、給紙カセットからの給紙時（通常時）に外接ギヤ２０と噛み合わない位置にあり、排紙トレイの持ち上げで、外接ギヤ２０と噛み合い、底板２を押し下げる点は、図３の底板押し下げ機構と同じである。このような構成によって、底板２上の用紙の積載状態にかかわりなく、即ち、底板２の角度が変わっても、その角度から排紙トレイを回転させた分だけ、底板２を押し下げることができる。

図６に、底板押し下げ機構の更に別の実施形態を示す。この底板押し下げ機構では、図３のカム２１、外接ギヤ２０が一体となった押し下げアーム２３が、手差しトレイの側板に回転可能なように取り付けられていて、その自重によって底板２の受け部４に常に接している。押し下げアーム２３では、図３の外接ギヤ２０と同じように、支持軸回りにギヤ部が形成されている。即ち、押し下げアーム２３は、ギヤ部をカムの一部として形成している。このギヤ部は、通常時には図６ａに示すように、セクタギヤ１９とは噛み合わない位置にあり、排紙トレイを持ち上げることで図６ｂに示すように、セクタギヤ１９と噛み合って、押し下げアーム２３が時計回りに回転する。このような構成によって、底板２上の用紙の積載状態にかかわりなく、即ち、底板２の角度が変わっても、その角度から排紙トレイを回転させた分だけ、底板２を押し下げることができる。つまり、図５や図６に示した変形例において、図３に示した押し下げ機構と同様の効果を得ることができる。

２ 底板
４ 受け部
１７ 排紙トレイの軸
１８ 底板押し下げ機構
１９ セクタギヤ
２０ 外接ギヤ
２１ カム

特開平５−１１６７８４号公報

Claims (6)

1. 積載用紙の量に応じて上昇する底板の上昇度合いに合わせて回転するギヤ部と、操作レバーと、前記操作レバーの操作に合わせて回動するセクタギヤとを備え、前記セクタギヤは前記操作レバーの操作範囲内で前記ギヤ部と噛み合う位置と噛み合わない位置とを有し、一定量の操作レバーの操作によって底板が押し下げられるようになっていて、操作レバーの操作によって底板が押し下げられる各押し下げ位置が底板の上昇度合いに応じて互いに異なるものであることを特徴とする底板押し下げ機構。
2. 前記ギヤ部が、前記底板に接する歯付きカムによって回転させられることを特徴とする請求項１に記載の底板押し下げ機構。
3. 前記ギヤ部が、前記底板に接するラックによって回転させられることを特徴とする請求項１に記載の底板押し下げ機構。
4. 前記ギヤ部が、前記底板に接するカムの一部として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の底板押し下げ機構。
5. 前記操作レバーが排紙トレイであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の底板押し下げ機構。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の底板押し下げ機構を備えた画像形成装置。

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