(57)【要約】【課題】摩擦分離方式のシート給送装置において、シートの分離給送の安定性を維持しながら、装置本体に対して給紙カセットを多方向から出入自在とする。【解決手段】給紙カセット４の外底面に取り付けられたピニオン７１は、給紙カセット４が給送方向に出入されるときは、プリンタ本体１０に設けられた第１ラック１１と噛み合って回転する。一方、給紙カセット４が給送方向に垂直な方向に出入されるときは、プリンタ本体１０に設けられた第２ラック１２と噛み合って回転する。ピニオン７１が回転すると、第１かさ歯車７２、第２かさ歯車７３が回転し、駆動軸７４が回転する。そして、駆動軸７４の両側部に取り付けられた駆動歯車７５が回転し、歯車７５ａ〜７６ｃの回転によって、板状片４６と共に昇降板４２が昇降する。【選択図】図４
2010058895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と、装置本体に対して、シートの給送方向に垂直な方向と、給送方向と平行な方向とから出入自在の給紙カセットと、この給紙カセットの内底面に昇降可能に取り付けられた、シートを積載する昇降板と、前記給紙カセットの装置本体に対する出入に連動させて前記昇降板を昇降させる昇降機構とを備えたことを特徴とするシート給送装置。
【請求項２】
前記昇降機構が、前記昇降板の側面に取り付けられ、周部に歯が形成された板状片と、前記装置本体の給紙カセット収納部の内底面に、シートの給送方向と垂直な方向に設けられた第１ラックと、シートの給送方向と平行な方向に設けられた第２ラックと、前記給紙カセットの外底面に回動自在に軸支され、前記給紙カセットを前記装置本体に出入する際に第１ラック又は第２ラックと噛み合うピニオンと、前記ピニオンと同軸に取り付けられた第１かさ歯車と、前記給紙カセットに回動自在に支持された駆動軸と、前記駆動軸に取り付けられた、第１かさ歯車と噛み合う第２かさ歯車と、前記駆動軸の側部に取り付けられた駆動歯車と、前記駆動歯車の回転駆動を前記板状片に伝達し、前記昇降板を昇降させる、給紙カセットの側壁に設けられた駆動伝達手段とを備えるものである請求項１記載のシート給送装置。
【請求項３】
前記昇降機構に所定以上の負荷がかからないように、ピニオン、第１かさ歯車、第２かさ歯車、駆動歯車、前記駆動伝達手段の少なくとも１つに過負荷防止部材を取り付けた請求項２記載のシート給送装置。
【請求項４】
シートに画像を形成する画像形成手段と、画像形成手段にシートを給送するシート給送装置とを備え、シート給送装置として請求項１〜３のいずれかに記載のものを使用することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置本体に対して給紙カセットが出入自在に設けられたシート給送装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シート給送装置は、プリンタやファクシミリ、複写機といった画像形成装置などに組み込まれていて、シートに画像を形成する画像形成部に給紙カセットからシートを１枚ずつ給送するものである。シート給送装置の多くは、給紙カセットのシート給送方向先端側の上方に設けた給紙ローラを、給紙カセット内の昇降板上に積載されたシートの上面に接触させ、給紙ローラを回転させることによってシートを１枚ずつ給送するものである。このときのシート分離方式としてはコーナー分離爪方式と摩擦分離方式とがある。
【０００３】
コーナー分離爪方式は、給紙カセットの積載シートの給送方向先端側の角隅部上面に分離爪を設けて、シートを１枚ずつ分離するものである。この方式では、分離爪によって積載シートの最上面位置が規制されるため、給紙カセットの装置本体からの出入に連動させて昇降板を昇降させる必要がなく、例えば特許文献１のように装置本体に対して給紙カセットを複数の方向から出入自在とすることも可能となるが、シートの耳折れやスキューといった不具合が生じやすくシートの分離給送安定性が十分とは言えなかった。
【０００４】
一方、摩擦分離方式は、リタードローラーや分離パッド等によってシートを１枚ずつ分離給送するものである。この方式では、シートの分離給送の安定性は高いが、昇降板に積載された最上シートが給紙ローラに圧接しているため、装置本体に対して、給送方向と垂直方向に給紙カセットを引き出す場合には特に、昇降板を下げて給紙ローラと積載シートとの圧接を解除し離間させる必要があった。このため、摩擦分離方式のシート給送装置において、給紙カセットの出入に連動して昇降板を昇降させる機構がこれまで種々提案されている（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特開2000-72260号公報
【特許文献２】特開2006-124087号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これまでの昇降機構ではその構造上、一方向からしか給紙カセットを出入できず、装置の設置場所及び設置方向が限定されてしまっていた。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、摩擦分離方式のシート給送装置において、シートの分離給送の安定性を維持しながら、装置の設置場所や設置方向の選択範囲を広げることにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、シートのスキューや耳折れ、重送などの給送不良が抑えられ、シートに画像が確実に形成される画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明に係るシート給送装置では、装置本体と、装置本体に対して、シートの給送方向に垂直な方向と、給送方向と平行な方向とから出入自在の給紙カセットと、この給紙カセットの内底面に昇降可能に取り付けられた、シートを積載する昇降板と、前記給紙カセットの装置本体に対する出入に連動させて前記昇降板を昇降させる昇降機構とを備えた構成とする。
【０００９】
ここで、前記昇降機構としては、前記昇降板の側面に取り付けられ、周部に歯が形成された押上部材と、前記装置本体の給紙カセット収納部の内底面に、シートの給送方向と垂直な方向に設けられた第１ラックと、シートの給送方向と平行な方向に設けられた第２ラックと、前記給紙カセットの外底面に回動自在に軸支され、前記給紙カセットを前記装置本体に出入する際に第１ラック又は第２ラックと噛み合うピニオンと、前記ピニオンと同軸に取り付けられた第１かさ歯車と、前記給紙カセットに回動自在に支持された駆動軸と、前記駆動軸に取り付けられた、第１かさ歯車と噛み合う第２かさ歯車と、前記駆動軸の側部に取り付けられた駆動歯車と、前記駆動歯車の回転駆動を押上部材に伝達し、前記昇降板を昇降させる、給紙カセットの側壁に設けられた駆動伝達手段とを備えるものが好ましい。駆動を確実且つ効率的に伝える観点から、駆動伝達手段としては歯車列が好ましい。
【００１０】
また、部品の破損防止やシートの給送安定性などの観点から、前記昇降機構に所定以上の負荷がかからないように、ピニオン、第１かさ歯車、第２かさ歯車、駆動歯車、前記駆動伝達手段の少なくとも１つに過負荷防止部材を取り付けるのが好ましい。
【００１１】
また、本発明によれば、シートに画像を形成する画像形成手段と、画像形成手段にシートを給送するシート給送装置とを備え、シート給送装置として前記のいずれかに記載のものを使用することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のシート給送装置では、シートの分離給送の安定性が維持されながら、従来の装置に比べて設置場所や設置方向の選択範囲が広くなる。
【００１３】
また本発明の画像形成装置では、シートのスキューや耳折れ、重送などの給送不良が抑えられ、シートに画像が確実に形成されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るシート給送装置及び画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明のシート給送装置を備えた画像形成装置の一実施形態を示す概説図である。図１の画像形成装置は所謂タンデム方式のカラープリンタである。もちろん、プリンタのほか、さらにスキャナを有する複写機、ファクシミリ又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等にも本発明を適用することができる。また、画像形成方式としてはタンデム方式に限定されるものではなく、他の方式、例えば、回転軸の周囲に４つの現像装置を配置し、これらを順次静電潜像担持体に対向させてフルカラー画像を作成する所謂４サイクル方式、あるいは一つの現像装置でモノクロ画像を作成するモノクロ方式であっても構わない。なお、以下において、説明の対象である装置または部材がイエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)またはブラック(Ｋ)のいずれのものであるかを明確にする必要がある場合は、「(Ｙ)」、「(Ｍ)」、「(Ｃ)」、「(Ｋ)」の文字を符号に付加して説明し、それ以外の場合はそれら文字を省略して説明する。
【００１６】
この図のカラープリンタは無端状の中間転写ベルト５６を有する。中間転写ベルト５６は、２つのローラ５１，５２に架け渡され、反時計回りに回転する。ローラ５１に支持されているベルト部分の外側には、二次転写ローラ５９が圧接している。この二次転写ローラ５９と中間転写ベルト５６とのニップ部（二次転写領域）において中間転写ベルト５６上に形成されたトナー像が、給紙カセット４から搬送されてきたシートＳに転写される。
【００１７】
また、ローラ５２に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト５６の表面をクリーニングするクリーニング手段５３が設けられている。このクリーニング手段５３は中間転写ベルト５６を介してローラ５２に圧接しており、その接触部で中間転写ベルト５６上の未転写トナーを回収する。
【００１８】
中間転写ベルト５６の下側には、中間転写ベルト５６の回転方向上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの現像ユニット２４Ｋ，２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｋが配置されている。各現像ユニット２４は、画像形成を実行する構成要素として、感光体ドラム３２と、この感光体ドラム３２の周りに設けられた帯電器３３、現像器３４、およびクリーナ３５を備えている。また、各現像ユニット２４は、対応する色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナーを、内蔵する現像器３４に供給するためのトナーホッパ３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋが、中間転写ベルト５６の上方に備えられている。各現像ユニット２４の感光体ドラム３２は、ローラ５１，５２に架け渡された中間転写ベルト５６を介してそれぞれ一次転写ローラ５８に対向している。そして、プリンタ本体（装置本体）１０の下部には、シート給送装置としての給紙カセット４と、給紙カセット４に収容されたシートＳを最上紙から順に引き出す給紙ローラ８１とが配置されている。給紙カセット４は、プリンタ本体１０の正面側（図の右側）及び側面側（紙面手前側）の二方向から出入可能に設けられている。このシート給送装置については後でさらに詳述する。
【００１９】
このような構成のカラープリンタにおいて画像形成は次のようにして行われる。まず、帯電器３３によって感光体ドラム３２の表面が一様に帯電される。続いて、露光部４０から、各色の画像データに基づく光が出射され、各感光体ドラム３２に静電潜像が形成される。そして、現像器３４によって、各感光体ドラム３２上に形成された静電潜像に各色のトナーが供給されて、各色のトナー画像が形成（現像）される。感光体ドラム３２上に形成された各色のトナー画像は、一次転写ローラ５８によって中間転写ベルト５６上に転写され、４色の画像が重ね合わされたフルカラー画像が中間転写ベルト５６上に形成される。
【００２０】
一方、給紙カセット４内に積載収容されたシートＳは、給紙ローラ８１の回転によって最上部のものから１枚ずつ引き出されて搬送路８２に送り出される。そして、給紙カセット４から送り出されたシートＳは、タイミングローラ対８３に搬送され、所定のタイミングで中間転写ベルト５６と二次転写ローラ５９との対向部（画像形成部）に送り出される。ここで、中間転写ベルト５６上に形成されたフルカラー画像が、二次転写ローラ５９から付与される電界によってシートＳへ転写される。そして、定着器６２を通過することにより、フルカラー画像はシートＳに定着し、排出ローラ対６４の回転によりシートＳは排紙トレイ６８上に排出される。
【００２１】
図２に、給紙カセット４及び給紙ローラ８１の斜視図を示す。なお、給紙ローラ８１はプリンタ本体１０に設けられているものであるが、本発明の理解を容易にするためここでは給紙カセット４と共に表している。給紙カセット４は、カセット本体４１と、カセット本体４１の内底面に軸４５を中心として回動自在に配設された、シートＳを載置する昇降板４２と、シート給送方向に対して垂直方向（以下、「幅方向」ということがある）の、シートＳの位置決めするための一対の規制板４３ａ，４３ｂと、シートＳの給送方向後端を位置決めするための後端規制板４４を備える。一対の規制板４３ａ，４３ｂ及び後端規制板４４は、カセット本体４１に対してスライド可能に設けられており、用紙サイズに合わせて適宜スライドさせて用いる。
【００２２】
図３に、給紙カセット４の側面図を示す。カセット本体４１の幅方向の両側壁間に回動自在に駆動軸７４が支持され（図４を参照）、この駆動軸７４の両端部に駆動歯車７５が取り付けられている。一方、昇降板４２の両側面に、周部に歯が形成された扇形の板状片４６が取り付けられている。また、カセット本体４１の両側壁には、駆動歯車７５と噛み合うように歯車７６ａが、そして板状片４６に形成された歯と噛み合うように歯車７６ｃがそれぞれ回動自在に設けられ、歯車７６ａと歯車７６ｃとに噛み合うように歯車７６ｂが設けられている。これによって、後述する駆動軸７４の回転が、駆動歯車７５から歯車７６ａ〜７６ｃへ伝達され、歯車７６ａ，７６ｃの回動によって、歯車７６ａ，７６ｃと噛み合う板状片４６が上下移動し、昇降板４２が軸４５（図２に図示）を中心として回動する。なお、駆動軸７４の回転駆動を昇降板４２の板状片４６に伝える駆動伝達手段としては、上記の歯車列の他、ベルト駆動など従来公知の手段を用いることができる。
【００２３】
駆動軸７４は、プリンタ本体１０に対して給紙カセット４が出入されることによって回動する。この駆動軸７４の回動機構について次に説明する。図４に、プリンタ本体１０に給紙カセット４が装着された状態の平面図、図５に、駆動軸７４の回転機構の部分の部分垂直断面図を示す。図４において、給紙カセット４は、前述のように、プリンタ本体１０に対して図の右方向及び下方向の二方向から出入可能である。プリンタ本体１０の、給紙カセット４の収納部内底面には、給送方向と平行な方向に第１ラック１１が設けられ、幅方向に第２ラック１２が設けられている。一方、図５に示すように、給紙カセット４の外底面には、ピニオン７１が軸７０によって回動自在に取り付けられ、給紙カセット４の底面を挿通した軸７０の他端には第１かさ歯車７２が取り付けられている。そして、第１かさ歯車７２と噛み合うように第２かさ歯車７３が駆動軸７４に取り付けられている。
【００２４】
図４から理解されるように、給紙カセット４の外底面に取り付けられたピニオン７１は、給紙カセット４がプリンタ本体１０に対して給送方向（図の左右方向）に出入されるときは、プリンタ本体１０に設けられた第１ラック１１と噛み合って回動する。一方、給紙カセット４がプリンタ本体１０に対して幅方向（図の上下方向）に出入されるときは、プリンタ本体１０に設けられた第２ラック１２と噛み合って回動する。図５に示すように、給紙カセット４のプリンタ本体１０からの出入によってピニオン７１が回動すると、ピニオン７１と同軸に設けられた第１かさ歯車７２が回動し、この回動が、第１かさ歯車７２と歯合する第２かさ歯車７３によって垂直方向に向きを変えられて駆動軸７４に伝えられる。そして、駆動軸７４の回動によって両側部に取り付けられた駆動歯車７５が回動し、図３に示した歯車７５ａ〜７６ｃの回動によって、これらの歯車と噛み合う板状片４６が上下移動して、昇降板４２が昇降する。なお、当然ながら、給紙カセット４がプリンタ本体１０から引き出されるときは昇降板４２が下がるように、そして給紙カセット４がプリンタ本体１０に装着されるときは昇降板４２が上がるように、各ラック及び各歯車の取付位置及び取付方向等を決定する。
【００２５】
第１ラック１１及び第２ラック１２に形成する歯数は、昇降板４２が、給紙カセット４の底面と略平行な状態から、給紙ローラ８１に接触するまでの角度を揺動するように設定する必要があり、給紙カセット４の大きさや歯車の大きさ等から適宜決定すればよい。なお、給紙カセット４をプリンタ本体１０に装着し、シートＳを積載した状態の昇降板４２を押し上げる際、最上のシートＳが給紙ローラ８１に接触するまでの昇降板４２の回転角度は、前記の初期設定よりも小さくなるので、初期設定通り昇降板４２を押し上げようとすると、ピニオン７１から歯車７６ｃに至る駆動伝達経路に過負荷がかかる。また、同様に、給紙カセット４をプリンタ本体１０から引き出す際、第１ラック１１及び第２ラック１２の歯の寸法精度等によって、昇降板４２を必要以上に下方に回転させる力が作用する場合が起こり得る。そこで、ピニオン７１、第１かさ歯車７２、第２かさ歯車７３、駆動歯車７５、歯車列７６ａ〜７６ｃの少なくとも一つの歯車に、トルクリミッタ（過負荷防止部材）を取り付け、昇降板４２に対して上方又は下方に必要以上に回転力がかからないようにすることが推奨される。
【００２６】
また、図６に示すように、給紙カセット４を上下方向に複数段配設する場合には、プリンタ本体１０に設ける第１ラック１１は、シートＳの搬送路８２よりもプリンタ本体内側に配置し、第１ラック１１がシート搬送に影響を与えないようにするのが望ましい。
【００２７】
さらにまた、他の実施形態として、カセット本体４１の底面と昇降板４２との間に、昇降板４２を上方に付勢する押しバネなどの付勢手段（不図示）を介装する構成が挙げられる。この構成の場合、プリンタ本体１０から給紙カセット４を引き出すときは、前述の昇降機構を用いて昇降板４２を付勢手段に抗して下方に回転させる。そして、昇降板４２が略水平になったところで、不図示のロック手段によって昇降板４２を略水平状態に固定し、給紙カセット４をプリンタ本体１０から引き出す。反対に、給紙カセット４をプリンタ本体１０に差し入れるときは、給紙カセット４の挿入によって前記のロック手段を解除し、付勢手段の付勢力によって昇降板４２を上方に回転させる。このとき、前述の各歯車は、例えばワンウェイクラッチ等によって空回りさせる。
【００２８】
以上説明した実施形態では、給紙カセット４はプリンタ本体１０に対して２方向から出入自在であったが、これに限定されるものではなく、プリンタ本体１０にラックを３つ又は４つ設けて、給紙カセット４の出入方向を３方向、４方向としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るシート給送装置を備えたカラープリンタの概説図である。
【図２】給紙カセットの一例を示す斜視図である。
【図３】図２の給紙カセットの部分側面図である。
【図４】図２の給紙カセットの平面図である。
【図５】給紙カセットの出入に連動して駆動軸が回転する機構を説明する図である。
【図６】給紙カセットを多段とした場合の概説図である。
【符号の説明】
【００３０】
４    給紙カセット
Ｓ    シート
１０    プリンタ本体（装置本体）
１１    第１ラック
１２    第２ラック
４１    カセット本体
４２    昇降板
４６    板状片
７１    ピニオン
７２    第１かさ歯車
７３    第２かさ歯車
７４    駆動軸
７５    駆動歯車
７６ａ，７６ｂ，７６ｃ    歯車（駆動伝達手段）
８１    給紙ローラ
【図１】
2010058895.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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