JP6428303B2 - 給紙装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータを用いない底板の上昇機構を備えた給紙装置、該給紙装置を備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置に用いられる給紙装置では、用紙収納部内の底板上に積層載置された用紙束から用紙を一枚ずつ捌いて給紙する場合、給紙に先立って用紙束を上方に設けられた給紙ローラに圧接させることが必要である。そのため、一般的には、用紙収納部内に底板を上昇させる機構を備えている。この底板を上昇させる機構を用いた底板上昇方式としては、スプリング加圧方式とモータ制御方式とが知られている。

スプリング加圧方式は、一般に、給紙トレイの人力装着動作によってスプリングを伸張させ、または予めチャージされたスプリングを開放させることよって底板を押し上げるものである。モータ制御方式は、モータの動力によって底板を上昇させるものである。

今までのスプリング加圧方式は、機械的に簡単で安価ではあるが、給紙トレイの装着力、あるいは取り出し力が重くなり操作性が低下し、底板を押し下げるというユーザーによる一手間が入ってしまうという欠点がある。すなわち従来のスプリング加圧方式では、底板の上昇にメカトロ部品を使用していないために低コスト化を達成できているが、底板を自動で下降させることができない。そのため、ユーザーが底板を手で押し下げる必要があるという動作を必要とする。

一方、モータ制御方式は、モータ動力によって底板を上昇させるものであるから、スプリング加圧方式のもつ前記欠点が大幅に改善される。しかし、モータ自体、逆転防止機構、用紙の上限検知センサ、押し上げレバーの下限検知センサ等のメカトロ部品を必要とし、高価となる問題がある。

なお特許文献１には、底板を上昇させる装置構造の低コスト化を目的として、上昇モータなどの駆動モータの代わりにメインモータ等から得られる回転力を欠け歯ギアへ駆動伝達し、フラッパーソレノイドを用いて底板の上昇を行う構成が開示されている。しかし、メカトロ部品が必要となる、換言すればメカトロ部品がなくならない、ということによりコストが高くなるという問題は解消できていない。

本発明は、トレイの操作性を低下させずにメカトロ部品を削除することで低コスト化を図れる底板の上昇機構を備えた給紙装置、該給紙装置を備えた画像形成装置を提案することを目的とする。

本発明に係る給紙装置は、用紙収納部材の底板上に載置された用紙を該底板の下方向位置に設けられた底板押上げ部材を所定の回転力で上方に押上げ、用紙上方に位置した給紙ローラに当接させて給紙を行う給紙装置において、前記底板押し上げ部材を回転させることで前記底板を回転させるための回転手段が、前記底板の回転軸と前記底板押し上げ部材の間に位置し、且つ前記底板の側面に沿って移動可能なラック部材と、該ラック部材と噛み合い、該ラック部材を移動させるアーム付きピニオンと、前記底板押し上げ部材と前記ラック部材の端部にそれぞれ取り付けられ、前記ラック部材を前記底板押し上げ部材側へ引き寄せるように付勢する付勢部材とを備え、前記アーム付きピニオンが、前記ラック部材と噛み合うピニオンギヤ部と、前記給紙装置が装着される被装着装置側に向け前記ピニオンギヤ部から突出させて設けたアーム部とを備え、前記給紙装置を前記被装着装置にセットするときに、前記アーム付きピニオンの前記アーム部が、前記被装着装置側に設けられた突き当て部材に接触して押されて回動することにより、前記底板押し上げ部材を回転させる前記回転力を生じさせる、
ことを特徴とする。

本発明によれば、メカトロ部品を削除することで低コスト化を図れる底板の上昇機構、該機構を備えた給紙装置、該給紙装置を備えた画像形成装置を提案することができる。

本発明の実施対象に係る給紙装置と概要を示す斜視図である。 図１の給紙トレイにおける分離搬送状態を示す拡大断面図である。 図２に示した給紙トレイの平面図である。 同じく外観を示す斜視図である。 本実施形態の動作を説明するための図である。 本実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の他の実施形態を示す図５（ａ）相当の図である。

本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
本発明は、底板の昇降方式に際して、以下の特徴を有する。本発明においては、底板昇降のためにユーザーによる操作を必要とせず、且つメカトロ部品を必要としない安価な構成で底板昇降を行うことができる。要するに、給紙トレイを画像形成装置の装置本体へセットする際の直線運動を、アーム付きピニオンを用いることでラックへ伝達する。そうして、スプリングを介して底板の下側に位置する底板押し上げ部材を回転させ、底板を上昇させる。この方式では底板の昇降にメカトロ部品を使用しておらず、構成部品も最小限のため低コスト化が可能である。

＜実施形態１＞
本実施形態は、底板を回転上昇させる押し上げ部材と、底板の側面に沿って移動可能なラック部材と、底板押し上げ部材とラック部材の間に取り付けられるスプリングと、ラック部材と噛み合いトレイ挿抜と連動して回転するアーム付きピニオンとで構成される。給紙トレイを画像形成装置の装置本体へセットすることで、アーム付きピニオンのアーム先端が装置本体側の突起に接触し、ピニオンが回転運動をする。それによりラック部材が移動し、スプリングを介して底板押し上げ部材を回転させ、底板が上昇する。給紙トレイを引き抜けば、徐々に底板は下がる。したがって、メカトロ部品に頼らずに底板の昇降が可能となる。

前記本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施対象に係る給紙装置の概要を示す。
用紙収納部材である給紙トレイ１００は、画像形成装置本体１（以下、単に本体１と記載する）の正面Ａから出し入れ可能である。図中の矢印Ｂ方向に挿抜する。この給紙トレイ１００の中に用紙をセットし、給紙トレイ１００を本体１内にセットする。

図２は分離搬送状態を示す拡大断面図である。
図中３はフィードローラで、給紙トレイ１００の上部で用紙の搬出側に固設され、給紙時に用紙２の束の最上用紙に圧接してこれを送出する。図中４は用紙の重送を防止するためのフリクションパッドであり、給紙時に用紙をフィードローラ３に圧接させる手段として底板押し上げ部材２００を稼動させ、底板１０１を回転動作させる。

図３は給紙トレイ１００の平面図である。
給紙トレイ１００には図示のように、端部１０１ａ、１０１ｂを回動可能に支持された底板１０１が設けられ、その上に用紙が積載され得るようになっている。用紙は給紙トレイ１００の前壁１００ａ、一対のサイドフェンス１０２、１０３、後端フェンス１０４によって給紙トレイ１００内で位置決めできる。

図４は給紙トレイ１００の外観を示す斜視図である。この図により底板１０１の上昇機構について説明する。
給紙トレイ１００に底板１０１、底板押し上げ部材２００が取り付けられ、スプリング２０２の一端を底板押し上げ部材２００に掛けている。底板１０１と底板押し上げ部材２００は、底板押し上げ部材２００の回転中心２０１を軸に回転可能である。またラック部材２０３を備え、これを水平移動可能に給紙トレイ１００に取り付け、ラック部材２０３には、一端を底板押し上げ部材２００に掛けたスプリング２０２の他端を引っ掛ける。ラック部材２０３は、底板１０１の回転軸（本実施形態では端部１０１ａ、１０１ｂを結ぶ線に沿う仮想の軸）と底板押し上げ部材２００の間に位置して底板１０１の側面に沿って移動可能である。また、給紙トレイ１００の裏側に配置されたアーム付きピニオン２０４のピニオンギヤ部２０４ａと噛み合っている。アーム付きピニオン２０４の一部、アーム部２０４ｂがトレイ挿抜方向に移動することで、アーム付きピニオン２０４が回転する。それにより、ラック部材２０３が移動することでスプリング２０２を介して底板押し上げ部材２００は回転させられ、底板１０１も回転する。

図５、図６は本実施形態の動作を説明するための図である。
アーム付きピニオン２０４のアーム部２０４ｂは、給紙トレイ１００のセット時に、被装着装置である本体１に構成された突き当て部材３００に接触する。給紙トレイ１００を図中の矢印Ｂ１方向へ押し込むと、アーム部２０４ｂが突き当て部材３００に押される。すると、ラック部材２０３が図中で左方向へ移動するのにつれてアーム付きピニオン２０４が回転し（矢印Ｒ）、給紙トレイ１００内へと入り込む方向（図中矢印Ｂ２方向）へと移動する。詳細には、底板１０１の下側で底板１０１の中心側に向かって回動する。

するとスプリング２０２が図中の右方向へ引っ張られ、底板押し上げ部材２００がその回転中心２０１を軸に回転する。回転方向は図３で言えば右回転方向であり、これにより底板押し上げ部材２００は上方へ回転して所定の角度だけ起き上がり、積載された用紙２の束をフィードローラ３へ押し付ける。この状態で給紙可能となる。なお用紙２の束をフィードローラ３へ押し付ける圧力、これにより生じる給紙圧は、スプリング２０２の変更だけではなく、後述するラック部材２０３とアーム付きピニオン２０４の噛み合わせ位置の変更でも制御することが可能である。

これとは逆に給紙トレイ１００を引き抜くと、上述の動作とは逆動作が行われ、底板１０１は下降する。このとき、給紙トレイ１００の引き抜きに伴ってラック部材２０３が徐々に移動し、底板１０１もそれに伴って徐々に下降する。そのため、動作音は静音化できる。またアーム部２０４ｂの長さ、すなわちアーム付きピニオン２０４の回転中心からの距離Ｌを長くとればとるほど、モーメント力を大きくでき、給紙圧を出すために必要なアーム部２０４ｂを押す力を適当な範囲の値に抑え得る。そのため、給紙トレイ１００を本体１へセットする時に必要なセット力を減少させることができる。すなわち、アーム付きピニオン２０４の回転支点と、力が加えられるアーム部２０４ｂのスパンをできるだけ長くして、底板１０１を上昇させる力を最小限にすることができる。

上述のようにアーム付きピニオン２０４のアーム部２０４ｂは突き当て部材３００に接触して回動するが、アーム部２０４ｂの先端以外が突き当て部材３００に接触しないような形状を有している。例えば図示の実施形態のように、アーム部２０４ｂの形状がＬ字状あるいはこれに類似した形状であれば、アーム部２０４ｂの回動軌道上でアーム部２０４ｂの先端以外は突き当て部材３００に接触しない。すなわち、アーム部２０４ｂの形状をＬ字状あるいはこれに類似する形状とすることで、アーム付きピニオンの回転支点と力が加えられるアーム部のスパンを長くする。そして、このことによりアーム部２０４ｂの回転角度が大きくなってしまっても、アーム部２０４ｂの先端のみが突き当て部材３００と接触することになる。これにより、狙いの給紙圧が出せ、給紙トレイ１００の操作を軽くすることが可能となる。

＜実施形態２＞
図７は本発明の他の実施形態を示す図５（ａ）相当の図である。
本実施形態は給紙トレイ１００の挿抜方向が実施形態１と異なっているが、その他の構成についてはほぼ同一である。

また以上のように本実施形態では、メカトロ部品、特に上昇モータ、を必要としないで底板１０１を昇降させ得るので、底板昇降時の稼働音を最小化できる。底板１０１の昇降に機械、機構用の電源も必要としないので、本体１の電源オン等から底板１０１が給紙可能位置へ上昇するまでのユーザーの待ち時間を少なくできる。詳細な図示、説明は省略するが、重送防止手段によって用紙を１枚ずつ捌く機能を備えることが好ましい。

また本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ ：画像形成装置本体
２ ：用紙
３ ：フィードローラ
１００ ：給紙トレイ
１０１ ：底板
１０２、１０３ ：サイドフェンス
１０４ ：後端フェンス
２００ ：底板押し上げ部材
２０１ ：回転中心
２０２ ：スプリング
２０３ ：ラック部材
２０４ ：アーム付きピニオン
２０４ａ ：ピニオンギヤ部
２０４ｂ ：アーム部
３００ ：突き当て部材

特開２０１１−１３１９６０号公報

Claims (7)

1. 用紙収納部材の底板上に載置された用紙を該底板の下方向位置に設けられた底板押上げ部材を所定の回転力で上方に押上げ、用紙上方に位置した給紙ローラに当接させて給紙を行う給紙装置において、
   前記底板押し上げ部材を回転させることで前記底板を回転させるための回転手段が、
   前記底板の回転軸と前記底板押し上げ部材の間に位置し、且つ前記底板の側面に沿って移動可能なラック部材と、
   該ラック部材と噛み合い、該ラック部材を移動させるアーム付きピニオンと、
   前記底板押し上げ部材と前記ラック部材の端部にそれぞれ取り付けられ、前記ラック部材を前記底板押し上げ部材側へ引き寄せるように付勢する付勢部材とを備え、
   前記アーム付きピニオンが、前記ラック部材と噛み合うピニオンギヤ部と、前記給紙装置が装着される被装着装置側に向け前記ピニオンギヤ部から突出させて設けたアーム部とを備え、
   前記給紙装置を前記被装着装置にセットするときに、前記アーム付きピニオンの前記アーム部が、前記被装着装置側に設けられた突き当て部材に接触して押されて回動することにより、前記底板押し上げ部材を回転させる前記回転力を生じさせる、
   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、
   前記アーム部がＬ字状またはＬ字に類似した形状を有する、
   ことを特徴とする給紙装置。
3. 請求項１または２に記載の給紙装置において、
   前記アーム部が前記突き当て部材に接触して押されたときに、前記突き当て部材の先端だけに接触する長さだけ前記ピニオンギヤ部から突出させて設けた、
   ことを特徴とする給紙装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の給紙装置において、
   前記アーム部が前記突き当て部材に接触して押されたときに、前記底板の中心側へ回動する、
   ことを特徴とする給紙装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の給紙装置において、
   前記付勢部材がスプリングである、
   ことを特徴とする給紙装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の給紙装置において、
   重送防止手段によって１枚ずつ捌く機能を備えたことを特徴とする給紙装置。
7. 画像形成装置であって、画像形成装置本体に出し入れ可能に請求項１ないし６のいずれかに記載の給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。