JP6361883B2 - 給紙装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、コピー機やプリンター等の画像形成装置と、その一部を構成する給紙装置とに関する。

特許文献１に開示されている給紙装置では、給送される用紙が載置される給紙トレイに昇降トレイの一端を回転可能に連結するとともに、シャフトを昇降トレイの下側に配置し、かつリフト板の一端をシャフトに回転一体に連結するとともに、昇降トレイの他端側をリフト板の他端で下方から当接支持している。そして、シャフトをリフトモーターの起動により回転させてリフト板を上昇させることにより、昇降トレイをリフトアップさせ、給紙トレイに載置された用紙をピックアップローラーにより給紙トレイ上から１枚ずつ送り出すようにしている。

特開２００３−１１２８３０号公報

しかしながら、特許文献１の給紙装置では、リフトモーターの回転トルクを回転運動のみのギア噛合機構を介してシャフトに伝達しているため、例えば制御系のトラブルでリフトモーターに予期しない動作が発生すると、ギア噛合機構の部品の破損を招くおそれがあり、給紙装置ひいては画像形成装置の信頼性が低下する。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型で簡易な構成によって、制御系のトラブル等でリフトモーターが予期しない動作をしても、ギア噛合機構の部品が破損せず、信頼性の高い給紙装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することである。

本発明に係る給紙装置は、
給送される用紙が載置される給紙トレイと、
上記給紙トレイに一端が回転可能に連結され、用紙を下方から保持する昇降トレイと、
上記昇降トレイの他端側に対応して設けられ、リフトモーターの回転トルクにより駆動するギア噛合機構を介して上記昇降トレイを昇降させるリフト装置と、を備え、
上記ギア噛合機構は、
ラックを有するとともに上記昇降トレイに連係されて上下に直線運動するスライダーを備えた昇降部材と、
上記ラックに噛合して該ラックに回転運動を伝達するピニオンを有し、該ピニオンに上記リフトモーターの回転トルクを伝達するギア列と、
上下方向に延びるスライドレールを有していて上記ギア列を覆うカバープレートと、
上記昇降トレイを上側に押し上げる付勢部材とを備え、
上記スライダーの片面には、上記付勢部材により上側に押し上げられた昇降トレイの上面に当接する当接片が突設され、
上記スライダーの当接片側と反対側の面には、上下に延びる大溝部と小溝部とが形成され、
上記スライダーは、上記小溝部に上記カバープレートのスライドレールが挿入されることにより上下に直線移動可能に構成され、
上記ピニオンは、上記昇降部材が上限停止位置と下限停止位置をオーバーランした際、上記ラックとの噛合が解除される。

これによれば、例えば制御系のトラブルでリフトモーターに予期しない動作が発生して昇降部材が勢い余って上限停止位置と下限停止位置をオーバーランすると、ピニオンとラックとの噛合が解除されるため、リフトモーターの回転トルクが昇降部材（ラック）に伝達されず、ギア噛合機構の部品は破損しない。したがって、小型で簡易な構成でありながら、給紙装置の信頼性が高まる。

この場合、上記昇降トレイの上昇位置により上記給紙トレイ上の用紙の残量を検知する検知手段を備え、上記検知手段は、上下に間隔をあけて複数設けられていることが望ましい。

これによれば、用紙の残量が複数段階に検知される。

本発明に係る画像形成装置は、上記給紙装置を備えている。

これによれば、画像形成装置の信頼性の向上を図ることができる。

本発明によれば、小型で簡易な構成によって、リフトモーターが予期しない動作をしても、ギア噛合機構の部品が破損せず、給紙装置ひいては画像形成装置の信頼性を高めることができる。

図１は、画像形成装置の構成を示すブロック図である。 図２は、昇降トレイが上昇する前の給紙装置の斜視図である。 図３は、昇降トレイが上昇した後の給紙装置の斜視図である。 図４は、上昇前の昇降トレイとリフト装置の拡大斜視図である。 図５は、昇降部材が下降した状態のリフト装置の拡大斜視図である。 図６は、昇降部材が上昇した状態のリフト装置の拡大斜視図である。 図７は、昇降部材の斜視図である。 図８は、図５をＡ方向から視た斜視図である。 図９は、図８をＢ―Ｂ線で切った斜視図である。 図１０Ａは、昇降部材が下限停止位置をオーバーランした際のラックとピニオンとの位置関係を示す説明図である。 図１０Ｂは、昇降部材が上限停止位置をオーバーランした際のラックとピニオンとの位置関係を示す説明図である。 図１１は、別形態の図８相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、例えばレーザープリンターや複合機等の画像形成装置１であり、画像形成装置１は、用紙を搬送しながら、端末等（図示省略）から送信される画像データーに基づいて用紙に画像を形成するように構成されている。画像形成装置１は、給紙部２と、画像形成部３と、定着部４と、排紙部５とを備えている。

給紙部２は、用紙を画像形成部３へ供給するカセット給紙部や手差し用の給紙トレイである。画像形成部３は、現像器６や感光体ドラム７等を備えている。画像形成部３では、光走査装置（図示省略）によって感光体ドラム７に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像器６によって現像されてトナー像になる。このトナー像は、給紙部２から供給された用紙に転写される。定着部４は、定着ローラー及び加圧ローラー（何れも図示省略）を備え、画像形成部３で用紙に転写されたトナー像を用紙に定着させる。こうして、用紙に画像が形成される。画像形成された用紙は、定着部４から排紙部５に排出される。

さらに、画像形成装置１は、トナーコンテナー８とトナー回収装置９とを備えている。トナーコンテナー８は、現像器６に供給する現像剤としてのトナーが収容されている。トナー回収装置９は、感光体ドラム７上に残存したトナーを回収するものである。

図２及び図３は、給紙部２を構成する給紙装置３３を示し、この給紙装置３３は、給送される用紙（図示せず）が載置される手差し用の給紙トレイ１０を備えている。

給紙トレイ１０上には、用紙の一部を下方から保持する昇降トレイ１１の一端が軸１２で回転可能に連結されている。昇降トレイ１１の他端は、例えば図示しない付勢手段で下方から支持されている。

昇降トレイ１１の他端（図２及び図３右端）上方の略中央部には、ピックアップローラー（図示せず）が配置され、昇降トレイ１１上の最上面の用紙をピックアップローラーの回転動作により取り出して感光体ドラム７側へと送り出す。

リフト装置１５が昇降トレイ１１の他端（図２及び図３右端）側に対応して設けられている。リフト装置１５は、図４に示すように、収容ケース１６の下端側に配置されたリフトモーターＭと、リフトモーターＭの上方に配置されたギア噛合機構１７とを備え、リフトモーターＭの回転トルクにより駆動するギア噛合機構１７を介して昇降トレイ１１を昇降させるようになっている。

具体的には、ギア噛合機構１７は、昇降部材１８を備え、昇降部材１８には、上下に一直線に並ぶ複数の歯部１９ａ（図７参照）を有するラック１９が設けられている。ラック１９の側方には、ギア列２０が配置されている。ギア列２０は、互いに噛合する第１ギア２１、第２ギア２２、第３ギア２３が下から順に配置され、第３ギア２３には、ラック１９の歯部１９ａに噛合するピニオン２４が同軸に取り付けられている。

リフトモーターＭの出力軸には、第１ギア２１と噛合するウォームギアｍ１が固定され、リフトモーターＭの回転トルクをウォームギアｍ１、第１ギア２１、第２ギア２２、第３ギア２３及びピニオン２４に伝達してラック１９に回転運動を伝達し、昇降部材１８を上下に直線運動させるようにしている。

昇降部材１８は、図７に示すように、スライダー２５を備え、スライダー２５の片面上端には、当接片２６が突設されている。スライダー２５の当接片２６と反対側の面には、上下に延びる大溝部２７と小溝部２８とが並設され、小溝部２８の側方にラック１９が並設されている。

ギア噛合機構１７は、図５、図６、図８及び図９に示すように、上下に延びるスライドレール２９ａを有するカバープレート２９で覆われ、スライドレール２９ａは、昇降部材１８の小溝部２８に上下に移動可能に挿入されている。

昇降部材１８の当接片２６は、昇降トレイ１１の図４右側端部上面に臨み、昇降トレイ１１が付勢手段の付勢力で押し上げられることで昇降トレイ１１の図４右側端部上面に当接し、昇降部材１８が昇降トレイ１１に一体に移動可能に連係されている。これにより、リフトモーターＭの回転トルクをギア噛合機構１７に伝達して昇降トレイが昇降する。

そして、給紙状態では、図３及び図６に示すように、昇降トレイ１１を上昇させて昇降トレイ１１上の用紙上面をピックアップローラーに当接させる一方、非給紙状態では、図２及び図５に示すように、昇降トレイ１１を下降させて用紙とピックアップローラーとを離間させるように構成されている。

昇降部材１８の大溝部２７には、図９に示すような押圧片３０が突設され、押圧片３０の突出端は下方に行くに従って図９右側に傾斜する傾斜部３０ａが形成されている。

一方、収容ケース１６側には、スイッチ取付部３１が昇降部材１８に対応して形成され、スイッチ取付部３１には、昇降トレイ１１の上昇位置により給紙トレイ１０上の用紙の残量を検知する検知手段としてのプッシュスイッチ３２が大溝部２７に対応して取り付けられている。

このプッシュスイッチ３２は、給紙トレイ１０上の用紙残量が１００％のときには、押圧片３０の上端で押されてＯＦＦ状態である。給紙トレイ１０上の用紙残量の減少に伴って昇降部材１８が上昇すると、押圧片３０がプッシュスイッチ３２から上方に離れていき、これに伴ってプッシュスイッチ３２が突出していく。そして、用紙残量が例えば３０％まで少なくなると、プッシュスイッチ３２は、押圧片３０による押圧が解除されてＯＮになり、このＯＮ信号（残量検知信号）が制御部（図示せず）に入力されて用紙残量が例えば３０％まで少なくなったことが判る。この間に、昇降トレイ１１は、給紙トレイ１０上面に沿って伏した図２の水平姿勢から、給紙トレイ１０上面に対して傾斜して図３の起き上がった姿勢にまで上昇する。

この際、例えば制御系のトラブルでリフトモーターＭに予期しない動作が発生して、ピニオン２４が停止せずに図１０Ｂで時計回りに回転し過ぎると、昇降部材１８（ラック１９）が勢い余って上限停止位置をオーバーランし、ピニオン２４がラック１９の歯部１９ａと噛合しなくなる（図１０Ｂ参照）。逆に、ピニオン２４が図１０Ａで反時計回りに回転し過ぎると、昇降部材１８（ラック１９）が下限停止位置をオーバーランし、この際にもピニオン２４がラック１９の歯部１９ａと噛合しなくなる（図１０Ａ参照）。

このように、本実施形態では、昇降トレイ１１を昇降させるリフト装置１５において、リフトモーターＭの回転トルクを昇降トレイ１１に伝達するギア噛合機構１７として、ラックアンドピニオンを採用し、昇降部材１８が勢い余って上限停止位置と下限停止位置をオーバーランした際、ピニオン２４とラック１９との噛合を解除するようにしたので、リフトモーターＭの回転トルクをラック１９、つまり昇降部材１８に伝達しないようにすることができる。

これにより、小型で簡易な構成でありながら、例えば制御系のトラブルでリフトモーターＭに予期しない動作が発生しても、ギア噛合機構１７の部品の破損を防止して信頼性の高い給紙装置３３にすることができ、ひいては、画像形成装置１の信頼性を高めることができる。

なお、図１１に示すように、プッシュスイッチ３２を上下に間隔をあけて３個設ければ、給紙トレイ１０上の用紙残量を細かく検知することができる。この場合、押圧片３０の先端は、各プッシュスイッチ３２を押圧可能なように例えば突状に湾面した形状（図示せず）にする。プッシュスイッチ３２の数は必要に応じて増減すればよい。

以上説明したように、本発明は、給紙装置及びそれを備えた画像形成装置について有用である。

１ 画像形成装置
１０ 給紙トレイ
１１ 昇降トレイ
１５ リフト装置
１７ ギア噛合機構
１８ 昇降部材
１９ ラック
２０ ギア列
２４ ピニオン
３２ プッシュスイッチ（検知手段）
３３ 給紙装置
Ｍ リフトモーター

Claims (4)

1. 給送される用紙が載置される給紙トレイと、
   上記給紙トレイに一端が回転可能に連結され、用紙を下方から保持する昇降トレイと、
   上記昇降トレイの他端側に対応して設けられ、リフトモーターの回転トルクにより駆動するギア噛合機構を介して上記昇降トレイを昇降させるリフト装置と、を備え、
   上記ギア噛合機構は、
   ラックを有するとともに上記昇降トレイに連係されて上下に直線運動するスライダーを備えた昇降部材と、
   上記ラックに噛合して該ラックに回転運動を伝達するピニオンを有し、該ピニオンに上記リフトモーターの回転トルクを伝達するギア列と、
   上下方向に延びるスライドレールを有していて上記ギア列を覆うカバープレートと、
   上記昇降トレイを上側に押し上げる付勢部材とを備え、
   上記スライダーの片面には、上記付勢部材により上側に押し上げられた昇降トレイの上面に当接する当接片が突設され、
   上記スライダーの当接片側と反対側の面には、上下に延びる大溝部と小溝部とが形成され、
   上記スライダーは、上記小溝部に上記カバープレートのスライドレールが挿入されることにより上下に直線移動可能に構成され、
   上記ピニオンは、上記昇降部材が上限停止位置と下限停止位置をオーバーランした際、上記ラックとの噛合が解除されることを特徴とする給紙装置。
2. 請求項１に記載の給紙装置において、
   上記昇降トレイの上昇位置により上記給紙トレイ上の用紙の残量を検知する検知手段を備え、
   上記検知手段は、上下に間隔をあけて複数設けられていることを特徴とする給紙装置。
3. 請求項２に記載の給紙装置において、
   一側に開放して上記ギア列を収容する収容ケースをさらに備え、
   上記カバープレートは、上記収容ケースの開放側を覆うように配置され、
   上記昇降部材の大溝部には、押圧片が突設され、
   上記押圧片の突出端には、下側に行くに従って上記大溝部の底壁部側に傾斜する傾斜部が形成され、
   上記収容ケースにおける上記大溝部に対応する位置には、上記スライダーの上下移動に
   より上記傾斜部に当接する上記複数の検知手段としての複数のプッシュスイッチが設けられている、給紙装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の給紙装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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