JP7208055B2 - 手差し給紙装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
トレイ受け上にシートをセットする際には、加圧トレイは下方に回動した位置に配置されている。例えば、ユーザは、加圧トレイ上に複数枚のシートを載せた後で、加圧トレイを反対方向に回動させ加圧トレイを加圧状態とする。複数枚のシートのうち、最も上方のシートがローラに接触する。ローラが回転すると、最も上方のシートが搬送される。
手差し給紙装置は、加圧トレイの回動の操作を行う操作部材を持つ。操作部材は、画像形成装置の前面の方から操作可能な位置に設けられる。ユーザが操作部材を操作すると、操作部材が連結された操作伝達機構によって加圧トレイが回動される。
しかし、操作伝達機構には、種々の伝達損失が発生する。特に、操作伝達機構において、前方寄りの操作部材の操作入力が加圧トレイの後方に伝達される際には、伝達損失が発生しやすい。
例えば、操作部材の操作によって加圧トレイが下方に回動される場合、操作伝達機構は、加圧トレイに印加される付勢力に抗して加圧トレイを下方に回動する。
この場合、伝達損失によって操作伝達機構における後方の変位量が減少すると、加圧トレイの前側の回動位置よりも後側の回動位置が高くなる。この状態では、ローラの後側において、ローラと、加圧トレイ上のシートとが、接触するおそれがある。ローラの後側が接触した状態で、ユーザがシートを引き抜くと、ローラに偏摩耗が生じる。この結果、手差し給紙装置における給紙性能が低下するという問題がある。
弾性部材は、第2リンクにおいて、第2回動ジョイントと第2ジョイント部との間に設けられている。第1ジョイント部における連結位置から第1回動ジョイントまでの長さをd1とする。第1回動ジョイントから中間ジョイントにおける連結位置までの長さをd2とする。中間ジョイントにおける連結位置から第2回動ジョイントまでの長さをd3とする。第2回動ジョイントから第2ジョイント部における連結位置までの長さをd4とする。このとき、d3に対するd4の割合は、d2に対するd1の割合よりも大きい。
図1は、実施形態の画像形成装置の構成例を示す断面の模式図である。図2、3は、それぞれ実施形態の手差し給紙装置の構成例を示す斜視および正面視の模式図である。図4は、実施形態の手差し給紙装置における第1入力部材および第1側部の主要部を示す斜視の模式図である。図5は、実施形態の手差し給紙装置の構成例を示す背面視の模式図である。図6は、実施形態の手差し給紙装置における第1入力部材および第1変位部材の構成例を示す斜視の模式図である。図7は、実施形態の手差し給紙装置における第2入力部材および第2変位部材の構成例を示す斜視の模式図である。
画像形成装置1は、本体11を持つ。本体11の上部には、スキャナ部15および自動原稿搬送部(ADF)13が設けられている。本体11の上部には、操作部14が設けられている。
スキャナ部15は、密着型イメージセンサなどのイメージセンサ16を持つ。イメージセンサ16は、原稿台12に載置された原稿の画像またはADF13によって送られる原稿の画像を読み取る。スキャナ部15は、イメージセンサ16の出力から原稿の画像データを生成する。
手差し給紙ユニット18Cは本体11の側方に突出している。
給紙カセット18A、18Bおよび手差し給紙ユニット18Cは、各種サイズのシートPを収容する。
給紙機構19A(19B)は、給紙カセット18A(18B)からシートPを1枚ずつ取り出してシートPの搬送経路に送る。
さらに、手差し給紙ユニット18Cは、トレイ受け22(手差しトレイ)、バネ27(図3参照)、加圧トレイ25(加圧板、手差しトレイ)、レバー23(第1入力部材)、リンク24F(第1変位部材)と、リンク29(第2入力部材)、およびリンク24B(第2変位部材)を持つ。
なお、図2から図8には、加圧トレイ25の後述する第2端部25bが、トレイ受け22に接近した加圧解除位置P1(図3参照)に移動した状態が示されている。誤解のおそれがない場合には、加圧トレイ25の後述する第2端部25bが加圧解除位置P1に位置していることを、簡単のため、加圧トレイ25が加圧解除位置P1に位置している、と表記する場合がある。
例えば、底板31は、シートPの搬送方向Xに延びる外縁部、および搬送方向Xに直交する搬送直交方向Yに延びる外縁部をそれぞれ有する矩形の板状である。手差し給紙ユニット18Cの使用時には、底板31はほぼ水平面に沿うように配置されている。
以下では、特に断らない限り、手差し給紙ユニット18Cの使用時の配置に基づいて、各部の位置関係を説明する。
搬送方向Xにおいて、搬送の上流側から下流側に向かう方向を第1方向X1、搬送の下流側から上流側に向かう方向を第2方向X2と称する。第1方向X1に見るとき、搬送直交方向Yにおいて、右から左に向かう方向を第1方向Y1、左から右に向かう方向を第2方向Y2と称する。第1方向Y1(第2方向Y2)は、画像形成装置1の後方から前方に(前方から後方に)向かう方向である。
図4に示すように、第1側壁32Fには、搬送方向Xに延びるトレイ側長孔32aFが形成されている。トレイ側長孔32aFは、第1側壁32Fを搬送直交方向Yに貫通している。第1側壁32Fにおいて、トレイ側長孔32aFの第1方向X1の端部の上方には、固定部28Fが設けられている。
固定部28Fは、第1側壁32Fの上端部から第1方向Y1に突出している板状部である。固定部28Fは、トレイ側長孔32aFの第1方向X1の端部の上方から第1方向X1に延びている。図3に示すように、固定部28Fは、表裏面が上下方向を向いている。固定部28Fの下方には後述するリンク24Fが配置されている。
固定部28Fの下面における第1方向X1の端部には、案内面28bが形成されている。案内面28bは、第1方向X1に進むにつれて漸次、上方に向かうように傾斜する平坦面である。案内面28bは、リンク24Fが下方に進入するとき、リンク24Fの傾斜姿勢を上方から規制する。
固定部28Fの下面において、案内面28bを除く保持面28aは、搬送方向Xに延びる平坦面である。保持面28aは、リンク24Fに上方から当接可能である。リンク24Fが保持面28aの下に進入するとき、リンク24Fの姿勢をその長手方向が搬送方向Xになるように保つことができる。
図5に示すように、第2側壁32Bには、トレイ側長孔32aBおよびリンク挿通長孔32bBが形成されている。
トレイ側長孔32aBおよびリンク挿通長孔32bBは、それぞれ第1側壁32Fのトレイ側長孔32aFおよびリンク挿通長孔32bFと、同形状である。
トレイ側長孔32aBおよびリンク挿通長孔32bBは、第1側壁32Fにおけるトレイ側長孔32aFおよびリンク挿通長孔32bFと、搬送直交方向Yにおいて対向する位置に形成されている。トレイ側長孔32aBおよびリンク挿通長孔32bBは、第2側壁32Bを搬送直交方向Yに貫通している。
リンク挿通長孔32bBの内面には、リンク挿通長孔32bFと同様の第1端面32cおよび第2端面32dが形成されている。
固定部28Bは、搬送直交方向Yに直交する平面に関して固定部28Fと面対称な形状に形成されている。
固定部28Bは、第2側壁32Bの上端部から第2方向Y2(図5の紙面前方)に突出している板状部である。固定部28Bは、トレイ側長孔32aBの第1方向X1の端部の上方から第1方向X1に延びている。固定部28Bの下方には後述するリンク24Bが配置されている。
固定部28Bの下面における第1方向X1の端部には、固定部28Fと同様の案内面28bが形成されている。固定部28Bの下面において、案内面28bを除く部位には、固定部28Fと同様の保持面28aが形成されている。固定部28Bにおける案内面28bは、リンク24Bが下方に進入するとき、リンク24Bの傾斜姿勢を上方から規制する。固定部28Bにおける保持面28aは、リンク24Bに上方から当接可能である。リンク24Bが保持面28aの下に進入するとき、リンク24Bの姿勢をその長手方向が搬送方向Xになるように保つことができる。
トレイ受け22のボス受けは、トレイ側長孔32aF、32aB、固定部28F、28B、および各バネ27のいずれからも第2方向X2に離れた部位に配置されている。
加圧トレイ25における第1方向X1における端部である第2端部25bには、トレイ側突部26F(図2、3参照)、トレイ側突部26B(図5参照)が設けられている。トレイ側突部26Fは、加圧トレイ25の第1方向Y1の側部から第1方向Y1に突出している。トレイ側突部26Bは、加圧トレイ25の第2方向Y2の側部から第2方向Y2に突出している。
例えば、トレイ側突部26F、26Bは円柱状に形成されている。トレイ側突部26F、26Bは搬送直交方向Yに平行な同一軸線と同軸の中心軸線を持つ。
トレイ側突部26F、26Bは、加圧トレイ25のうち、第1端部25aよりも第2端部25b寄りに配置されている。
前述のバネ27の上端部は、加圧トレイ25の第2端部25bの下面に固定されている。バネ27は、加圧トレイ25の第2端部25bを加圧トレイ25がトレイ受け22から離間するように上方に向かって付勢する。
レバー23の第1方向X1の端部における第2方向Y2の表面には、段部23aが形成されている。段部23aは、第1方向Y1に凹んでいる。段部23aの底面には軸部材38が設けられている。軸部材38は第2方向Y2に延びている。軸部材38の先端部は拡径されている。軸部材38は、後述するリンク24Fを軸部材38の中心軸線回りに回動可能に連結する。
突部39は、上方に配置された上側突片39aと、下方に配置された下側突片39bとを持つ。上側突片39aおよび下側突片39bは、上下方向に互いに間隔を空けて配置されている。搬送直交方向Yに見たときに、上側突片39a、下側突片39bはそれぞれ上方、下方に向かって突となる半円形状である。突部39全体としての外形は、円柱状である。突部39の外径(上下方向の長さ)は、トレイ側長孔32aFの短径L1(上下方向の内径、図4参照)よりも短い。各突部39は、トレイ側長孔32aFに挿入されている。各突部39は、トレイ側長孔32aF内で、搬送方向Xに移動可能である。各突部39およびトレイ側長孔32aFによって、レバー23はトレイ受け22に対して搬送方向Xに移動可能である。
レバー23において、摘み41よりも第2方向X2側の上面23b上には、係合軸23cが設けられている。係合軸23cの外形は、上面23bから上方向に延びる円柱状である。
リンク24Fの第1端部24aにおける第1方向Y1の表面には、段部24bが形成されている。第1端部24aは、リンク24Fにおける第2方向X2の端部である。
段部24bは、第2方向Y2に凹んでいる。段部24bには係合孔24cが貫通している。係合孔24cは、軸部材38を回動可能に嵌合する。
リンク24Fの段部24bと、レバー23の段部23aとは、搬送直交方向Yにおいて互いに係合している。段部24b、23aの係合状態において、リンク24Fの係合孔24cには、レバー23の軸部材38が挿入されている。リンク24Fは、軸部材38回りに回動可能である。軸部材38の先端部は、係合孔24cの開口周縁部において第1方向Y1に係止している。
リンク24Fにおいて第1端部24aと反対側の第2端部24dには、搬送方向Xに延びるリンク側長孔44が形成されている。リンク側長孔44は、リンク24Fの板厚方向に貫通している。
リンク側長孔44における第2方向X2の端部には、円形状の大径孔45が形成されている。大径孔45は、リンク24Fの板厚方向に貫通している。大径孔45の内径は、リンク側長孔44の短径L2およびトレイ側係合部34Fの外径よりも大きい。
リンク側長孔44および大径孔45は、互いに連通している。
トレイ側突部26Fはリンク24Fのリンク側長孔44に挿入されている。トレイ側突部26Fは、リンク側長孔44に対してリンク側長孔44の長手方向に移動可能である。
トレイ側係合部34Fは、リンク側長孔44に挿入不能、かつ大径孔45に挿入可能である。
リンク29の第1方向X1の端部における第1方向Y1の表面には、段部23aに対応する段部29aが形成されている。段部29aの底面には、レバー23におけると同様の軸部材38が設けられている。ただし、リンク29における軸部材38は第1方向Y1に延びている。リンク29における軸部材38は、後述するリンク24Bを軸部材38の中心軸線回りに回動可能に連結する。
リンク29における各突部39は、リンク29の第1方向Y1の表面から第1方向Y1に突出している。リンク29における各突部39は、トレイ側長孔32aBに挿入されている。
リンク29は、各突部39およびトレイ側長孔32aBによって、リンク29は、トレイ受け22に対して搬送方向Xに移動可能である。
リンク29における各係合部40は、第2側壁32Bの第1方向Y1における表面に係止される。第2側壁32Bは、リンク29およびリンク29における各係合部40によって搬送直交方向Yに挟まれている。
ただし、リンク24Bにおける段部24bは、第1方向Y1に凹んでいる。
リンク24Bにおける段部24bにはリンク24Fと同様、係合孔24cが貫通している。ただし、リンク24Bにおける係合孔24cは、リンク29における軸部材38を回動可能に嵌合する。
リンク24Bの段部24bと、リンク29の段部29aとは、搬送直交方向Yにおいて互いに係合している。段部24b、29aの係合状態において、リンク24Bの係合孔24cには、リンク29の軸部材38が挿入されている。リンク24Bは、リンク29における軸部材38の中心軸線回りに回動可能である。リンク29に記載の軸部材38の先端部は、リンク24Bにおける係合孔24cの開口周縁部において第2方向Y2に係止している。
トレイ側突部26Bは、リンク24Bにおけるリンク側長孔44に挿入されている。トレイ側突部26Bは、リンク24Bにおけるリンク側長孔44に対してリンク側長孔44の長手方向に移動可能である。
トレイ側係合部34Bは、リンク側長孔44に挿入不能、かつ大径孔45に挿入可能である。
図8は、実施形態の手差し給紙装置における連結部材の構成例を示す斜視の模式図である。図9は、実施形態の手差し給紙装置における連結部材(第1回動状態および第3回動状態)を示す平面視の模式図である。図10は、実施形態の手差し給紙装置の弾性部材の構成例を示す平面視の模式図である。図11は、実施形態の手差し給紙装置における連結部材(第2回動状態および第4回動状態)の構成例を示す平面視の模式図である。
図9に示すように、第1リンク46Aの長手方向における両端部には、それぞれ第1係合部46a(第1ジョイント部)と、第2係合部46d(中間ジョイント)と、が形成されている。第1リンク46Aの長手方向において、第1係合部46aと第2係合部46dとの間には、第1係合孔46c(第1回動ジョイント)が形成されている。
第1係合部46aは、リンク挿通長孔32bFに挿通されている。第1方向Y1において第1側壁32Fより外側に延在する第1係合部46aの第1係合長孔46bには、係合軸23cが挿通されている。係合軸23cは、第1係合長孔46bの内周面において、第1係合長孔46bの長手方向に摺動可能である。
第1係合孔46cは円孔である。第1係合孔46cは、第1リンク46Aの板厚方向に貫通している。第1係合孔46cには、第1支軸31a(第1回動ジョイント)が挿通している。第1支軸31aは、底板31の上面に設けられている。第1支軸31aは、底板31の法線に沿って延びる円柱軸である。第1支軸31aの外径は第1係合孔46cの内径に等しい。第1係合孔46cは、第1支軸31aの中心軸線回りに回動可能に第1支軸31aと嵌合している。
図9には、第1リンク46Aの第1回動状態が示されている。第1回動状態は、第1リンク46Aが図示反時計回りに最大限回動された状態である。第1回動状態では、第1係合部46aの短手方向における第2方向X2側の第2側面46gと、第1側壁32Fにおける第2端面32dとが当接している。
第1回動状態においては、第1係合長孔46bに係合した係合軸23cは、係合軸23cの搬送方向Xにおける移動範囲において最も第2方向X2に移動している。
第1回動状態において、搬送直交方向Yに延びる軸線から図視反時計回りに測った第1リンク46Aの回動角をθ1で表す。
レバー部47は、細長い板状である。レバー部47は、底板31上に配置されている。レバー部47における板厚方向の一方の表面は底板31に向いている。
レバー部47の長手方向における両端部には、それぞれ係合軸47a(中間ジョイント)と、第2係合孔47b(第2回動ジョイント)と、が形成されている。
レバー部47において係合軸47aが形成された端部は、第2係合部46dと底板31とに挟まれている。係合軸47aは、レバー部47から第2係合部46dの方に延びる円柱状である。係合軸47aの外径は、第2係合長孔46eの短手方向の幅に等しい。係合軸47aは、第2係合長孔46eに挿通している。係合軸47aは、第2係合長孔46eの内周面において第2係合長孔46eの長手方向に摺動可能である。
図10に破線で示すように、レバー部47において第2係合孔47bが形成された端部の先端には、第1固定突起47cが突出している。第1固定突起47cは、後述する弾性変形部49の内部に押し込まれている。第1固定突起47cは、レバー部47を後述する弾性変形部49に固定する。
図10に示すように、係合部48は、第3係合長孔48aと、第2固定突起48bとを持つ。
図9に示すように、第3係合長孔48aは、係合部48の長手方向に延びている。第3係合長孔48aの短手方向の幅は、リンク29の係合軸29cの外径に等しい。
係合部48は、リンク挿通長孔32bBに挿通されている。係合部48の第3係合長孔48aには、第2方向Y2において第1側壁32Fより外側に延在する部位に、係合軸29cが挿通されている。係合軸29cは、第3係合長孔48aの内周面において、第3係合長孔48aの長手方向に摺動可能である。
図10に破線で示すように、第2固定突起48bは、係合部48の長手方向の端部から突出している。第2固定突起48bは、後述する弾性変形部49の内部に押し込まれている。第2固定突起48bは、係合部48を後述する弾性変形部49に固定する。
弾性変形部49の長手方向における第1端部49aには、レバー部47の第1固定突起47cが圧入されている。長手方向における第1端部49aと反対側の第2端部49bには、係合部48の第2固定突起48bが圧入されている。
ただし、レバー部47および係合部48と、弾性変形部49と、の連結手段は圧入には限定されない。
例えば、図9の実線で示すように、リンク挿通長孔32bBの第2端面32dとの接触によって、第2端面32dから係合部48に外力が作用すると、弾性変形部49は、第2支軸31bを中心として図視反時計回りに弾性的に曲げられる。
弾性変形部49の形状および材質は、上述のような曲げ剛性が得られれば、特に限定されない。
図9に示す例では、弾性変形部49はコイルバネからなる。コイルバネのバネ定数としては、軸方向の圧縮および引っ張りのバネ定数よりも、軸外曲げのバネ定数が大きくなっている。弾性変形部49に用いるコイルバネは、密巻きであることがより好ましい。
第2リンク46Bは、第2支軸31bによって、底板31に平行な面内において回動可能に支持されている。ただし、レバー部47の回動範囲は、係合軸47aが係合した第2係合部46dの回動範囲によって規制される。係合部48の回動範囲は、トレイ側長孔32aB内の第1端面32cおよび第2端面32dによって規制される。
第3回動状態において、搬送直交方向Yに延びる軸線から図視時計回りに測ったレバー部47の回動角をθ3で表す。
第2回動状態は、第1リンク46Aが図示時計回りに最大限回動された状態である。第2回動状態では、第1係合部46aの短手方向における第1方向X1側の第1側面46fと、第1側壁32Fにおける第1端面32cとが当接している。
第2回動状態においては、係合軸23cは、係合軸23cの搬送方向Xにおける移動範囲において最も第1方向X1に移動している。
第2回動状態において、搬送直交方向Yに延びる軸線から図視時計回りに測った第1リンク46Aの回動角をθ2で表す。
回動角θ1、θ2の大きさは互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。
第4回動状態において、搬送直交方向Yに延びる軸線から図視反時計回りに測ったレバー部47の回動角をθ4で表す。
回動角θ3、θ4の大きさは互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。
ただし、本実施形態では、連結部材は、第1リンク46Aが図視反時計回りに回動して第1回動状態になる直前から第2リンク46Bの係合部48の第2側面48dが第2側壁32Bの第2端面32dに当接するように構成される。さらに、連結部材は、第1リンク46Aが図視時計回り回動して第2回動状態になる直前から第2リンク46Bの係合部48の第1側面48cが第2側壁32Bの第1端面32cに当接するように構成される。
本実施形態の連結部材は、係合軸23cを原節、係合軸29cを従節とすると、第2側壁32Bの第1端面32cが存在しない場合には、原節の単位変位量が従節に増幅して伝達される変位増幅型のリンク機構である。すなわち、第2側壁32Bの第1端面32cが存在しない場合には、連結部材は、第1入力部材の第1変位量に対応する原節の変位量よりも、従節の変位量よりも大きいので、従節を通して、第2入力部材に第1変位量よりも大きい第2変位量を与えることができる。
これにより、第2リンク46Bでは、第3回動状態の直前に第2端面32dから係合部48が第1方向X1の外力を受けることによって、弾性変形部49が図視反時計回りに曲げられる(図9参照)。同様に、第2リンク46Bでは、第4回動状態の直前に第1端面32cから係合部48が第2方向X2の外力を受けることによって、弾性変形部49が図視反時計回りに曲げられる(図11参照)。
本実施形態の第1リンク46Aおよび第2リンク46Bはそれぞれ、入力端の変位を出力端で逆方向に伝達するてこである。第1リンク46Aおよび第2リンク46Bにおける入力端の搬送方向Xの変位の大きさをA、出力端の搬送方向Xの変位の大きさをBとする。B/Aは、リンクの変倍率になっている。
ただし、第1リンク46Aでは、力点(係合軸23cと第1係合長孔46bとの接触部)が搬送方向Xに移動し、作用点(係合軸47aと第2係合長孔46eとの接触部)が第2支軸31bを中心とする円弧を描いて移動する。このため、第1リンク46Aの変倍率は回動角に依存する。
第2リンク46Bでは、力点(係合軸47aと第2係合長孔46eとの接触部)が第2支軸31bを中心とする円弧を描いて移動し、作用点(係合軸29cと第3係合長孔48aとの接触部)が搬送方向Xに移動する。このため、第2リンク46Bの変倍率は回動角に依存する。
リンクの変倍率は、第1回動状態(第3回動状態)および第2回動状態(第4回動状態)で満足されればよい。ただし、第3回動状態および第4回動状態における第2リンク46Bの変倍率は、リンク挿通長孔32bBが存在しないとして算出する。以下、簡単のために、θ1=θ2、θ3=θ4の場合で説明する。
第1リンク46Aでは、第1回動状態において、中心O31aと、第2係合部46dに係合する係合軸47aの中心O47aと、の距離は、d2(ただし、d2>d1)とされている。ここで、中心O47aの位置は、第2係合部46dおよび係合軸47aからなる中間ジョイントにおける連結位置に対応する。
したがって、第1リンク46Aの変倍率は1よりも大きい。この結果、第1リンク46Aは変位増幅型のリンク機構である。
第2リンク46Bでは、リンク挿通長孔32bBによる位置規制が存在しない場合(図視二点鎖線参照)に、第2リンク46Bの第3回動状態において、中心O31bと、第3係合長孔48aに係合する係合軸29cの中心O29cと、の距離がd4(ただし、d4=d3)とされている。ここで、リンク挿通長孔32bBによる位置規制が存在しない場合における中心O29cの位置は、第2ジョイント部である係合部48における連結位置に対応する。
したがって、第2リンク46Bの変倍率は1である。この結果、第2リンク46Bは変位等倍型のリンク機構である。
このように、リンク機構46は、変位増幅型の第1リンク46Aおよび変位等倍型の第2リンク46Bからなるので、全体としては、変位増幅型のリンク機構である。
リンク機構46は、下記式(1)を満足している。
なお、θ1≠θ2、θ3≠θ4の場合、各回動状態におけるd1~d4の寸法値は回動角によって異なるが、変倍率に関しては、式(1)を満足していればよい。
図1に示す転写部17は、画像データに基づいて、シートPに画像を形成する。転写部17は、例えばタンデム方式によるカラープリンタである。
転写部17は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像形成部51Y、51M、51C、51Kと、露光器52と、中間転写ベルト53とを持つ。
露光器52は、画像形成部51Y、51M、51C、51Kに、例えばレーザー光からなる露光光LY、LM、LC、LKを照射する。
図12は、実施形態の画像形成装置における画像形成部の構成例を示す断面の模式図である。
図12に示すように、画像形成部51Kは、回転方向tに回転する感光体ドラム56Kを持つ。感光体ドラム56Kの周囲には、回転方向tにおいて帯電器57K、現像器58K、一次転写ローラ59K、クリーナ60K等がこの順に配置されている。
画像形成部51Kの帯電器57Kは、感光体ドラム56Kの表面を一様に帯電する。
露光器52は、画像データに基づいて変調された露光光LKを生成する。露光光LKは、感光体ドラム56Kの表面を露光する。露光器52は、感光体ドラム56K上に静電潜像を形成する。
クリーナ60Kは、感光体ドラム56Kの表面の残留トナーを除去する。
画像形成部51Y、51M、51Cは、画像形成部51Kの感光体ドラム56K、帯電器57K、一次転写ローラ59K、クリーナ60Kと同様な、感光体ドラム56Y、56M、56C、帯電器57Y、57M、57C、一次転写ローラ59Y、59M、59C、クリーナ60Y、60M、60Cを持つ。
画像形成部51Y、51M、51Cは、画像形成部51Kの現像器58Kに対応して、トナーの色のみが異なる現像器58Y、58M、58Cを持つ。
図12に示すように、中間転写ベルト53を挟んで感光体ドラム56K(56Y、56M、56C)に対向する位置には、中間転写ベルト53の内側に一次転写ローラ59K(59Y、59M、59C)が配置されている。
一次転写ローラ59K(59Y、59M、59C)は、感光体ドラム56K(56Y、56M、56C)上のトナー像を中間転写ベルト53に一次転写する。
二次転写ローラ71は、二次転写位置bをシートPが通過する際に、中間転写ベルト53上のトナー像をシートPに二次転写する。
レジストローラ76は、互いの当接位置において給紙ローラ75Aから給紙されたシートPの先端の位置を整える。レジストローラ76は、トナー像の先端が二次転写位置bに到達するとき、シートPにおけるトナー像の転写領域の先端が二次転写位置bに到達するようにシートPを搬送する。
手差し給紙機構19Cとレジストローラ76との間は、搬送ガイド78によって搬送経路が形成されている。手差し給紙機構19Cは、手差し給紙ユニット18Cから取り出したシートPを搬送ガイド78に向けて搬送する。搬送ガイド78に沿って移動するシートPは、レジストローラ76に到達する。
シートPの搬送方向における定着部81の下流側(図示左上側)には、搬送ローラ82が配置されている。搬送ローラ82はシートPを排紙部83に排出する。
図13は、画像形成装置1の制御部91の構成例を示すブロック図である。ただし、図13では、見易さのため、添字Y、M、C、Kで区別される部材をこれらの添字を削除した符号でまとめて表している。図13を参照した説明では、添字Y、M、C、Kが省略された符号が用いられる場合がある。
制御部91は、システム制御部92と、リードオンリーメモリ(ROM)93と、ランダムアクセスメモリ(RAM)94と、インターフェース(I/F)95と、入出力制御回路96と、給紙・搬送制御回路97と、画像形成制御回路98と、定着制御回路99とを持つ。
ROM93は、画像形成処理の基本的な動作を司る制御プログラム、および制御データ等を記憶する。
RAM94は、制御部91におけるワーキングメモリである。例えば、RAM94には、ROM93の制御プログラムあるいは制御データが必要に応じてロードされる。
入出力制御回路96は、操作部14を制御する。入出力制御回路96は、操作部14から受信した操作入力をシステム制御部92に送る。
給紙・搬送制御回路97には、シート検知センサ等の複数のセンサ97bが電気的に接続されている。
定着制御回路99は、システム制御部92からの制御信号に基づいて定着部81の駆動モータおよびハロゲンランプをそれぞれ制御する。
図14は、実施形態の手差し給紙装置の斜視の動作説明図である。図15は、実施形態の手差し給紙装置の正面視の動作説明図である。
ユーザは、以下のようにして、手差し給紙ユニット18CにシートPをセットすることができる。
手差し給紙ユニット18Cでは、ユーザがレバー23を搬送方向Xに移動させることで、加圧トレイ25の位置が、図3に示す上述の加圧解除位置P1と、図14に示す加圧位置P2との間で、切り替えられる。
加圧解除位置P1では、加圧トレイ25の第2端部25bがトレイ受け22の底板31と略平行になる。
加圧位置P2は、加圧解除位置P1よりも上方に加圧トレイ25が軸線C1回りに回動することによって、加圧トレイ25上のシートPを手差し給紙機構19Cに向けて加圧可能な位置である。加圧解除位置P1に対する加圧位置P2の回動角は、加圧トレイ25上のシートPの厚さによって異なる。加圧位置P2においては、加圧トレイ25の第2端部25bは、バネ27によって手差し給紙機構19Cに向かって押し上げられている。
手差し給紙ユニット18CにシートPをセットするには、加圧トレイ25の位置を加圧解除位置P1にする必要がある。
これにより、リンク24Fは、第1端部24aの上側の平面部が保持面28aよりも第1方向X1寄りの第1位置に位置している。第1位置では、リンク24Fは、保持面28aの規制を受けないので、上方に回動可能である。
この状態から、ユーザがレバー23を第2方向X2に移動させると、リンク24Fがレバー23とともに第2方向X2に移動する。リンク24Fは、固定部28Fの案内面28bに接触し始めると、案内面28bから下方に外力を受ける。リンク24Fは、第1端部24aにおける軸部材38の中心軸線回りに回動する。リンク24Fは、第1端部24aの上側の平面部が保持面28aの下側に進入すると、平面部が保持面28aに沿って第2方向X2に移動する。これにより、リンク24Fの長手方向が搬送方向Xに一致される。レバー23が第2方向X2の移動限度まで移動すると、これに応じて、リンク24Fは、その移動範囲において最も第2方向X2寄りの第2位置に位置する。
これにより、リンク24Bは、第1端部24aの上側の平面部が固定部28Bの保持面28aよりも第1方向X1寄りの第3位置に位置している。第3位置では、リンク24Bは、保持面28aの規制を受けないので、上方に回動可能である。
この状態から、ユーザがレバー23を第2方向X2に移動させると、リンク29は、リンク機構46を介して係合軸29cに作用する外力によって、第2方向X2に移動する。このとき、リンク24Bも、リンク29とともに第2方向X2に移動する。リンク24Bは、リンク24Fと同様にして、第1端部24aにおける軸部材38の中心軸線回りに回動する。さらにリンク24Fの第1端部24aの上側の平面部が保持面28aの下側に進入し、長手方向が搬送方向Xに一致された状態で第2方向X2に移動する。リンク24Bの移動範囲における最も第2方向X2寄りの第4位置に位置する。
同様に上述のようなリンク24Bの第3位置から第4位置までの移動に伴い、リンク側長孔44内のトレイ側突部26Bは、底板31に近付くように下方に移動する。
この結果、トレイ側突部26F、26Bが固定された加圧トレイ25の第2端部25bも下方に移動する。加圧トレイ25は、軸線C1回りに回動し、バネ27を圧縮する。レバー23が第2方向X2の移動限度に達すると、加圧トレイ25は、加圧解除位置P1に位置する。
第2側壁32Bに配置されたリンク29、リンク24B、および固定部28Bは、第2リンク機構を構成している。第2リンク機構は、係合軸29cの変位(第2変位)を、トレイ側突部26Bに伝達する。ただし、第2リンク機構によって伝達される変位量は、第2リンク機構の構成に応じて第2変位から適宜変倍される。
このため、第2変位が第1変位と一致する場合には、トレイ側突部26B、26Fの各変位量が互いに一致する。この場合、加圧トレイ25は、搬送直交方向Yにおいて均等に加圧解除位置P1に移動される。
本実施形態では、第2変位を第1変位に一致させるために、係合軸23c、29cが、リンク機構46によって連結されている。ここでリンク機構46の作用を説明する。
このとき、第1リンク46Aは、係合軸23cに連動して、第2回動状態である。第2回動状態において、係合軸23cの第1変位は、第1リンク46Aの変倍率に応じて増幅された状態で、係合軸47aに伝達される。
第1リンク46Aが第2回動状態であると、第2係合長孔46eに係合軸47aが係合しているレバー部47は、第4回動状態になる。第2リンク46Bの変倍率は1であるため、リンク挿通長孔32bBによって、第1方向X1への変位が規制されなければ、係合部48の第1側面48cは、第1端面32cよりも第1方向X1に移動する(図視二点鎖線参照)。
しかし、第1側面48cの変位は第1端面32cによって規制される。第1側面48cは、第1端面32cよりも第1方向X1には移動できない。このとき、弾性変形部49は、第1端面32cから係合部48に作用する外力によって図視時計回りに曲げられる。このため、係合部48の移動が第1端面32cによって阻止されてもレバー部47の第4回動状態の回動角が変化することはない。
このようにして、加圧位置P2において、係合軸23c、29cの搬送方向Xの位置は互いに同一である。
図9に示すように、レバー23が、移動範囲において最も第1方向X1に移動すると、第1リンク46Aは、第1回動状態である。第1回動状態において、係合軸23cの第1変位は、第1リンク46Aの変倍率に応じて増幅された状態で、係合軸47aに伝達される。
第1リンク46Aが第1回動状態であると、第2係合長孔46eに係合軸47aが係合しているレバー部47は、第3回動状態になる。第2リンク46Bの変倍率は1であるため、リンク挿通長孔32bBによって、第2方向X2への変位が規制されなければ、係合部48の第2側面48dは、第2端面32dよりも第2方向X2に移動する(図視二点鎖線参照)。
しかし、第2側面48dの変位は第2端面32dによって規制される。第2側面48dは、第2端面32dよりも第2方向X2には移動できない。このとき、弾性変形部49は、第2端面32dから係合部48に作用する外力によって図視反時計回りに曲げられる。このため、係合部48の移動が第2端面32dによって阻止されてもレバー部47の第3回動状態の回動角が変化することはない。
このようにして、加圧解除位置P1において、係合軸23c、29cの搬送方向Xの位置は互いに同一である。
したがって、上述したような手差し給紙機構19Cにおける給紙性能の低下が防止される。
加圧位置P2における第2変位および第1変位の関係も同様である。
この後、ユーザは、摘み41等を操作して、レバー23を第1方向X1に移動させる。これにより、加圧トレイ25は、軸線C1回りに回動して上昇する。このとき、第1変位および第2変位が互いに等しいため、加圧トレイ25の第2端部25bの上昇量は搬送直交方向Yにおいて均等である。加圧トレイ25は、バネ27によって付勢される。バネ27は、加圧トレイ25上のシートPの上端部を手差し給紙機構19Cのローラに押しつける。このとき、加圧トレイ25に搬送直交方向Yにおけるねじれが生じないため、加圧トレイ25は、搬送直交方向Yにおいてローラに均等に押しつけられる。
これにより、手差し給紙ユニット18CにセットされたシートPへの画像形成が可能になる。
ユーザは、操作部14のスタートボタンを押下する。制御部91はこれを検知して、システム制御部92による原稿の読み取りおよび印刷のための制御を開始する。
画像形成制御回路98は、画像形成部51Y、51M、51C、51Kの画像形成プロセスをこの順に開始させる。
これと並行して、給紙・搬送制御回路97は、トナー像の先端が二次転写位置bに到達するとき、シートPにおけるトナー像の転写領域の先端が二次転写位置bに到達するように、レジストローラ76を駆動する。
画像形成制御回路98は、二次転写位置bを通過するシートP上にトナー像を二次転写するために、二次転写ローラ71に二次転写電圧を印加する。二次転写位置bを通過したシートPは、搬送経路に沿って定着部81に向かって搬送される。シートPが定着部81に進入すると、定着部81によってトナー像がシートPに定着される。トナー像が転写されたシートPは、排紙部83に排紙される。
以上で、1枚のシートPにおける画像形成が終了する。
その際、リンク機構46が、第1リンク46Aおよび第2リンク46Bで構成されるため、リンク機構46に、ある程度変位の伝達誤差が生じても、レバー23の係合軸23cの第1変位を確実に、係合軸29cに伝達することができる。
このため、手差し給紙機構19Cの給紙性能を安定させることができる。
リンク機構46は変位の伝達誤差の許容度が高い。このため、リンク機構46として、変位の伝達誤差が生じやすい簡素かつコンパクトな構成が使用可能である。例えば、第1リンク46A、第2リンク46Bを薄肉の樹脂で形成することが可能である。
リンク機構46では、第1リンク46Aおよび第2リンク46Bが、底板31に平行な平面内で回動する。このため、リンク機構46によれば、底板31に平行な平面外に部材を移動させなくてもよいため、手差し給紙ユニット18Cの厚さを低減できる。
次に、本実施形態の手差し給紙ユニット18Cにおける弾性変形部の変形例について説明する。
図16は、実施形態の手差し給紙装置における弾性部材の変形例を示す斜視の模式図。
第2リンク146Bは、上述の実施形態における第2リンク46Bの弾性変形部49に代えて、弾性変形部149(弾性部材)を持つ。以下、上述の実施形態と異なる点を中心に説明する。
弾性変形部149の長手方向における第1端部149aには、レバー部47の第1固定突起47cが埋没されている。弾性変形部149の第1端部49aは、第1固定突起47cを介してレバー部47に連結されている。
弾性変形部149の長手方向における第1端部149aと反対側の第2端部149bには、係合部48の第2固定突起48bが埋没されている。弾性変形部149の第2端部149bは、第2固定突起48bを介して係合部48に連結されている。
さらに、弾性変形部149においては、弾性変形部149の長手方向に直交する2方向の曲げ剛性が異なる。弾性変形部149では、第2リンク146Bの回動面内における曲げ剛性が、弾性変形部149の長手方向および回動面の法線方向に直交する方向の曲げ剛性よりも低い。
例えば、図16に示すように、弾性変形部149は、矩形断面を持つ四角柱状または板状の弾性部材で構成されてもよい。この場合、弾性変形部149の矩形断面は、長さbの短辺と、長さh(ただし、h>b)の長辺hとを持つ。短辺は、第2リンク146Bの回動面に平行に配置される。長辺は、回動面に垂直に配置される。
このような弾性変形部149は、例えば、金属、樹脂、およびエラストマーから選ばれた弾性材料単体、または金属、樹脂、およびエラストマーから選ばれた2以上の弾性材料の複合体によって製造されてもよい。
上述の実施形態と同様、第2リンク146Bが第1リンク46Aからの変位の伝達誤差を吸収できるため、加圧解除位置P1における係合軸29cの第2変位を確実に係合軸23cの第1変位と一致させることができる。この結果、手差し給紙機構19Cにおける給紙性能の低下が防止される。
本変形例によれば、係合部48が回動中に回動面に交差する方向にぶれないため、係合部48がリンク挿通長孔32bBと摺動したとしても摺動抵抗が安定する。この結果、係合部48および係合軸29cの移動が円滑に行われる。
連結部材がリンク機構からなる場合でも、リンクの数は2つには限定されない。例えば、連結部材は、全体として変位増幅型のリンク機構として構成できれば、3以上のリンクを持っていてもよい。
さらに、連結部材がリンク機構からなる場合に、少なくとも1つのリンク機構が変位増幅型であることによって、全体として変位増幅型のリンク機構が構成されればよい。
ただし、変位増幅型のリンク機構は、第1入力部材からの変位伝達のロスが低減できるため、第1入力部材の近くに設けられることがより好ましい。変位増幅型のリンク機構は、第1入力部材に連結されていることが特に好ましい。ただし、変位増幅型のリンク機構の配置は、これらには限定されない。
さらに、画像形成装置の画像形成手段は、電子写真方式には限定されない。例えば、画像形成装置は、インクジェット装置であってもよい。
上述した各実施形態では、手差し給紙装置が、画像形成装置の一部に設けられる場合の例で説明した。しかし、手差し給紙装置は、例えば、原稿搬送装置などの一部に設けられてもよい。
Claims (4)
- シートを載置する手差しトレイと、
前記手差しトレイに載置された前記シートを搬送方向に給紙させる給紙部と、
加圧位置において前記シートを前記給紙部に向けて加圧する加圧板と、
前記手差しトレイの載置面に平行な面において前記搬送方向に直交する搬送直交方向における第1側部に設けられ、第1位置および第2位置に変位することにより前記加圧板を前記第1側部から前記加圧位置および加圧解除位置に変位させる第1変位部材と、
前記第1側部に配置され、所定量変位することによって前記第1変位部材を前記第1位置および前記第2位置に変位させる第1入力部材と、
前記搬送直交方向における前記第1側部とは反対側の第2側部に設けられ、第3位置および第4位置に変位することにより前記加圧板を前記第2側部から前記加圧位置および前記加圧解除位置に変位させる第2変位部材と、
前記第2側部に配置され、所定量変位することによって前記第2変位部材を前記第3位置および前記第4位置に変位させる第2入力部材と、
前記第1入力部材が変位する第1変位量よりも大きい第2変位量を前記第2入力部材に与える連結部材と、
前記第2入力部材の変位量を規制する規制部材と、
前記連結部材に設けられ、前記規制部材により前記第2入力部材の変位量が規制される場合に弾性変形する弾性部材と、
を備え、
前記連結部材は、
前記第1入力部材と連動可能に連結された第1ジョイント部を有し、長手方向の中間部にて第1回動ジョイントを介して前記手差しトレイと連結されており、前記第1回動ジョイントによって前記載置面に平行な回動面内で回動可能とされた第1リンクと、
前記第2入力部材と連動可能に連結された第2ジョイント部を有し、長手方向の中間部にて第2回動ジョイントを介して前記手差しトレイと連結されており、前記第2回動ジョイントによって前記回動面内で回動可能とされており、前記弾性部材を含む第2リンクと、
前記第1リンクにおいて前記第1ジョイント部と反対側の端部と、前記第2リンクにおいて前記第2ジョイント部と反対側の端部と、を互いに連動可能に連結する中間ジョイントと、
を備え、
前記弾性部材は、
前記第2リンクにおいて、前記第2回動ジョイントと前記第2ジョイント部との間に設けられており、
前記第1ジョイント部における連結位置から前記第1回動ジョイントまでの長さをd1、前記第1回動ジョイントから前記中間ジョイントにおける連結位置までの長さをd2、前記中間ジョイントにおける連結位置から前記第2回動ジョイントまでの長さをd3、前記第2回動ジョイントから前記第2ジョイント部における連結位置までの長さをd4とするとき、
d3に対するd4の割合は、d2に対するd1の割合よりも大きい、
手差し給紙装置。 - 前記弾性部材は、
前記回動面内における曲げの曲げ剛性よりも、前記回動面の面外における曲げの曲げ剛性が大きい、
請求項1に記載の手差し給紙装置。 - 前記規制部材は、
前記第2側部に形成されている、
請求項1または2に記載の手差し給紙装置。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載の手差し給紙装置を備える、画像形成装置。
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