(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を収納する用紙収納部と、
該用紙収納部の側壁の上端から鉛直方向に矩形状に切り欠いて形成された補給用開口部と、
前記用紙収納部内に上下に昇降可能に配置されるリフト板と、
該リフト板を張架するワイヤーと、
該ワイヤーを所定量巻き取ることにより前記リフト板を所定位置まで上昇させる巻き取りプーリーと、を備え、
画像形成装置本体から取り外した状態で、前記リフト板の自重により前記巻き取りプーリーが逆回転して前記リフト板が下降する用紙収納装置において、
前記巻き取りプーリーよりも大径であり、前記巻き取りプーリーに形成されたギア部に噛み合うアイドルギアと、
該アイドルギアの回転軸に装着される巻きバネ部と、該巻きバネ部から延びる第１アーム部及び第２アーム部とを有するねじりバネと、が設けられており、
前記第１アーム部を前記用紙収納部側に固定するとともに、前記アイドルギアの側面に前記第２アーム部が係合する係合部を設けることにより、用紙が積載されていない前記リフト板の上面、及び前記リフト板に積載された用紙の最上面を前記補給用開口部の下端部以上の略一定位置に停止させることを特徴とする用紙収納装置。
【請求項２】
前記ねじりバネのバネ定数は、前記リフト板に用紙が積載されたとき、用紙の積載量に係わらず用紙の最上面が常に前記補給用開口部の下端部以上の略一定位置に停止するように調整されることを特徴とする請求項１に記載の用紙収納装置。
【請求項３】
前記アイドルギアに、トルクリミッターを内蔵したダンパーギアを連結したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の用紙収納装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の用紙収納装置が搭載された画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙を収納するとともに複写機やプリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に給紙を行う大容量の用紙収納装置に関し、特にシート積載手段への用紙のセット性を向上させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば１台の画像形成装置を多数のユーザーで共用することにより、画像形成装置１台当たりの用紙消費量が増大することとなる。そこで、収納可能な用紙枚数をより増加させた大容量の用紙収納装置が開発されている。
【０００３】
特許文献１には、トレイユニット内の用紙を積載するトレイを弾性支持部材（コイルスプリング）で支持することにより、駆動部からトレイを引き離したときにトレイが急激に落下しないようにした大容量給紙装置が開示されている。また、特許文献２には、用紙収納庫の扉を開いたときにシート積載手段を上昇させていた力を解除することにより、シート積載手段をモーター等の動力を用いることなく用紙収納庫の底部まで速やかに下降させるようにしたシート給送装置が開示されている。
【０００４】
さらに特許文献３には、ワイヤーの巻き取り軸の一端にカム及びブレーキ板を備えたブレーキダンパを設けることにより、用紙台の下降速度を用紙残量に関係なく一定として用紙台の下降待ち時間を減らし、且つ安全性を高めた大容量用紙トレイを備えた複写機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１６２８６０号公報
【特許文献２】特開２００３−２０１２９号公報
【特許文献３】特開平５−２７０６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような大容量の用紙収納装置では、補給される用紙が千枚以上となるため、ユーザーは用紙補給時に複数回に分けて用紙収納カセット（用紙収納部）内に用紙を補給することとなる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３の構成では、トレイや用紙台等のシート積載手段が用紙収納部の最下部若しくは最下部近傍まで下降するため、用紙のセットを行う際に用紙収納部の側壁が邪魔になることがあった。その結果、作業性が低下し、用紙のセット不良やこれに起因する給紙不良が発生するおそれがあった。
【０００８】
また、特許文献１の方法でもトレイの下降位置を一定にすることは可能であるが、駆動部からトレイを引き離したときにワイヤーの繰り出しとトレイの下降とが連動しないためワイヤーの弛みが発生し、弛みが大きい場合はワイヤーが滑車から離脱するおそれがあった。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、簡易な構成でシート積載手段を常に略一定位置で待機させることにより、用紙のセット性を向上させた用紙収納装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、用紙を収納する用紙収納部と、該用紙収納部の側壁の上端から鉛直方向に形成された補給用開口部と、前記用紙収納部内に上下に昇降可能に配置されるリフト板と、該リフト板を張架するワイヤーと、該ワイヤーを所定量巻き取ることにより前記リフト板を所定位置まで上昇させる巻き取りプーリーと、を備え、画像形成装置本体から取り外した状態で、前記リフト板の自重により前記巻き取りプーリーが逆回転して前記リフト板が下降する用紙収納装置において、前記巻き取りプーリーに形成されたギア部に噛み合うアイドルギアと、該アイドルギアの回転軸に装着される巻きバネ部と、該巻きバネ部から延びる第１アーム部及び第２アーム部とを有するねじりバネと、が設けられており、前記第１アーム部を前記用紙収納部側に固定するとともに、前記アイドルギアの側面に前記第２アーム部が係合する係合部を設けることにより、用紙が積載されていない前記リフト板の上面を前記補給用開口部の下端部以上の略一定位置に停止させることを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成の用紙収納装置において、前記ねじりバネのバネ定数は、前記リフト板に用紙が積載されたとき、用紙の積載量に係わらず用紙の最上面が常に前記補給用開口部の下端部以上の略一定位置に停止するように調整されることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の用紙収納装置において、前記アイドルギアに、トルクリミッターを内蔵したダンパーギアを連結したことを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の用紙収納装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の構成によれば、ねじりバネの付勢力によってアイドルギア及びこれに噛み合う巻き取りプーリーの回転を規制して用紙が積載されていないリフト板の上面を補給用開口部の下端部以上の略一定位置に停止させることにより、用紙が無くなった際に画像形成装置本体から用紙収納装置を取り外すと、リフト板は常に補給用開口部の下端部以上の略一定位置に停止する。従って、用紙収納部の上方から補給用開口部に手を差し入れて用紙をセットする際に、補給用開口部の下端部よりも下方に手を入れる必要がないため、手が補給用開口部と用紙の間に挟まれることも無く、リフト板の上に用紙を円滑且つ確実にセットすることができる。また、巻き取りプーリーからのワイヤーの繰り出しとトレイの下降とが連動するため、ワイヤーの弛みも発生しない。
【００１５】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の用紙収納装置において、リフト板に用紙が積載されたとき、用紙の積載量に係わらず用紙の最上面が常に補給用開口部の下端部以上の略一定位置に停止するようにねじりバネのバネ定数を調整することにより、用紙を複数回に分けてセットする場合、或いは用紙収納部に用紙が残っている状態で用紙を追加する場合においても補給用開口部の下端部よりも下方に手を入れる必要がないため、手が補給用開口部と用紙の間に挟まれることも無く、既に積載されている用紙上に用紙を円滑且つ確実にセットすることができる。
【００１６】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の用紙収納装置において、アイドルギアに、トルクリミッターを内蔵したダンパーギアを連結することにより、用紙収納装置が画像形成装置本体から引き出された時にリフト板が自重により勢い良く落下するのを防ぎ、騒音の発生を防止するとともに安全性も高めることができる。
【００１７】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の用紙収納装置を搭載することにより、用紙収納装置への用紙を円滑且つ確実にセットすることができ、操作性に優れるとともに用紙のセット不良による給紙不良の発生しない画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の用紙収納装置が搭載された画像形成装置の構成を示す概略構成図
【図２】本発明の用紙収納装置の外観斜視図
【図３】本発明の用紙収納装置を図２の右方向から見た側面図
【図４】本発明の用紙収納装置における巻き取りプーリー４０ａ及びアイドルギア４７周辺の構成を図３の裏面側から見た平面図
【図５】本発明の用紙収納装置における巻き取りプーリー４０ａ及びアイドルギア４７周辺の構成を図４の右方向から見た側面図
【図６】リフト板に用紙が満載された状態での巻き取りプーリー４０ａ及びアイドルギア４７周辺の構成を図３の裏面側から見た平面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像読取装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。図１において、画像形成装置１００（ここでは一例としてデジタル複合機を示す）では、コピー動作を行う場合、後述する画像読取部６において原稿の画像データを読み取り画像信号に変換する。一方、複合機本体２内の画像形成部３において、帯電ユニット４により図中のＡ方向に回転する感光体ドラム５が一様に帯電され、画像読取部６で読み取られた原稿画像データに基づく露光ユニット（レーザー走査ユニット等）７からのレーザービームにより感光体ドラム５上に静電潜像が形成され、現像ユニット８により静電潜像に現像剤（以下、トナーという）が付着されてトナー像が形成される。この現像ユニット８へのトナーの供給はトナーコンテナ９から行われる。
【００２０】
上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム５に向けて、用紙が給紙機構１０から用紙搬送路１１及びレジストローラー対１２を経由して画像形成部３に搬送され、この画像形成部３において転写ローラー１３（画像転写部）により感光体ドラム５の表面におけるトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム５から分離され、定着ローラー対１４ａを有する定着部１４に搬送されてトナー像が定着される。定着部１４を通過した用紙は、複数方向に分岐した用紙搬送路１５に送られて、用紙搬送路１５の分岐点に設けられた複数の経路切換ガイドを有する経路切換機構２１、２２によって用紙の搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、用紙搬送路１６に送られて両面コピーされた後に）、第１排出トレイ１７ａ、第２排出トレイ１７ｂから成る用紙排出部に排出される。
【００２１】
また、図示しないが、感光体ドラム５の表面の残留電荷を除去する除電装置がクリーニング装置１８の下流側に設けられている。さらに、給紙機構１０は、複合機本体２に着脱自在に取り付けられ、用紙を収納する２つの用紙カセット１０ａ、１０ｂと、その上方に設けられるスタックバイパス（手差しトレイ）１０ｃと、を備えてなり、これらは用紙搬送路１１によって感光体ドラム５及び現像ユニット８等からなる画像形成部３に繋がっている。
【００２２】
用紙カセット１０ａ、１０ｂ内には上下に往復移動可能なリフト板３０が設けられており、リフト板３０上に積載された用紙Ｐはリフト板３０によって給紙機構２３ａ、２３ｂを構成するピックアップローラーに押し当てられ、用紙搬送路１１に給送される。なお、用紙カセット１０ｂ内の用紙Ｐは水平搬送ユニット２５を介して用紙搬送路１１に給送される。また、用紙カセット１０ａ、１０ｂの詳細な構成については後述する。
【００２３】
装置本体上部には、画像読取部６が配置されており、装置本体上面には画像読取部６のコンタクトガラス（図示せず）上に載置される原稿を押さえて保持するプラテン（原稿押さえ）２４が開閉可能に設けられており、プラテン２４上には原稿搬送装置２７が付設されている。また、画像読取部６の前面には操作パネル２８が配置されている。
【００２４】
用紙搬送路１５は、具体的には、定着ローラー対１４ａの下流側において、まず左右二股に分岐し、一方の経路（図１では右方向に分岐する経路）は第１排出トレイ１７ａに連通するように構成されている。そして、他方の経路（図１では左方向に分岐する経路）は搬送ローラー対１９を経由して二股に分岐し、一方の経路（図１では左方向に分岐する経路）は第２排出トレイ１７ｂに連通するように構成されている。これに対し、他方の経路（図１では下方向に分岐する経路）は用紙搬送路１６に連通するように構成されている。
【００２５】
図２は、図１の画像形成装置に搭載される用紙カセット１０ａの外観斜視図であり、図３は、用紙カセット１０ａを図２の右方向から見た側面図である。用紙カセット１０ａは千枚以上の用紙の収納が可能な大容量タイプであり、用紙収納部３１の上方から用紙の補給が行われる。用紙収納部３１内には上下に昇降可能なリフト板３０が配置されている。以下、用紙カセット１０ａの構成について説明するが、用紙カセット１０ｂについても全く同様の構成である。
【００２６】
用紙収納部３１内には、用紙の幅方向の位置決めを行う一対の幅規制部材３３ａ、３３ｂ、及び用紙の後端を揃える後端規制部材３５が立設されている。幅規制部材３３ａ、３３ｂ、及び後端規制部材３５を所定の位置に配置することにより、所定サイズの用紙を用紙収納部３１内の所定位置に収納できるようになっている。また、用紙収納部３１の給紙方向上流側（図２の奥側）及び下流側（図２の手前側）の壁部には補給用開口部３１ａ、３１ｂが形成されており、用紙収納部３１の上方から用紙を補給する際には補給用開口部３１ａ、３１ｂに手を差し入れてリフト板３０上に用紙を積載する。
【００２７】
給紙方向（図３の左方向）における用紙カセット１０ａの下部には、巻き取りプーリー４０ａ、４０ｂが配置されている。巻き取りプーリー４０ａ、４０ｂはシャフト４１に連結されて一体に回転可能となっており、各巻き取りプーリー４０ａ、４０ｂにはそれぞれ２本のワイヤー４３ａ、４３ｂが巻き付けられており、ワイヤー４３ａは定滑車４５ａを介してリフト板３０の給紙方向下流側端部に連結され、ワイヤー４３ｂは定滑車４５ｂを介してリフト板３０の給紙方向上流側端部に連結されている。
【００２８】
用紙カセット１０ａを画像形成装置１００内に装着すると、巻き取りプーリー４０ａには画像形成装置１００本体側の駆動入力カップリング（図示せず）が連結される。そして、用紙カセット１０ａから円滑且つ確実な給紙を行うため、用紙残量の減少に応じてワイヤー４３ａ、４３ｂを巻き取る方向（図３の時計回り方向）に巻き取りプーリー４０ａ、４０ｂを回転させ、リフト板３０を徐々に上昇させることにより、用紙の最上部と給紙機構２３ａ（図１参照）との位置関係を一定に保持する。
【００２９】
また、巻き取りプーリー４０ａの側方には巻き取りプーリー４０ａよりも大径のアイドルギア４７が配置されている。アイドルギア４７はギア取り付けカバー４８によって用紙収納部３１の側面に取り付けられており、巻き取りプーリー４０ａのギア部４０ａｂ（図５参照）に噛み合っている。
【００３０】
図４は、巻き取りプーリー４０ａ及びアイドルギア４７周辺の構成を図３の裏面側から見た平面図であり、図５は、巻き取りプーリー４０ａ及びアイドルギア４７周辺の構成を図４の右方向から見た側面図である。なお、図４及び図５はリフト板３０上に用紙が載置されていない状態を示している。巻き取りプーリー４０ａにはワイヤー４３ａ、４３ｂを巻き取る巻き取り部４０ａａと、アイドルギア４７が噛み合う平歯車が形成されたギア部４０ａｂとが一体形成されている。
【００３１】
アイドルギア４７の裏面側には、ねじりバネ５０が装着されている。ねじりバネ５０は、アイドルギア４７の回転軸４７ａに外挿される巻きバネ部５０ａと、巻きバネ部５０ａから異なる方向に延びる第１アーム部５０ｂ及び第２アーム部５０ｃとで構成されている。第１アーム部５０ｂはギア取り付けカバー４８の下部に形成された固定穴４８ａに挿入されて固定されている。また、第２アーム部５０ｃは、アイドルギア４７の側面に形成された係合部４７ｂに係合するとともに、第２アーム部５０ｃの先端部近傍は、ねじりバネ５０の付勢力によってギア取り付けカバー４８の上部に形成された係止部４８ｂに圧接している。アイドルギア４７、ギア取り付けカバー４８及びねじりバネ５０は、リフト板３０を所定位置で待機させるための待機機構を構成している。
【００３２】
アイドルギア４７の上部にはダンパーギア５１が連結されている。ダンパーギア５１にはトルクリミッターが内蔵されており、アイドルギア４７の回転に負荷を与えてリフト板３０の下降速度を一定に維持する。これにより、用紙カセット１０ａが画像形成装置１００本体から引き出された時にリフト板３０が自重により勢い良く落下するのを防ぎ、騒音の発生を防止するとともに安全性も高めることができる。
【００３３】
次に、用紙カセット１０ａの用紙収納部３１へ用紙をセットする手順について説明する。用紙収納部３１内の用紙が全て給紙され、リフト板３０上の用紙が無くなると、用紙カセット１０ａを画像形成装置１００本体から引き出す。巻き取りプーリー４０ａに噛み合っていた画像形成装置１００本体側の駆動入力カップリングが外れ、巻き取りプーリー４０ａ、４０ｂはリフト板３０の自重によりワイヤー４３ａ、４３ｂを繰り出す方向（図４の時計回り方向）に回転する。
【００３４】
また、巻き取りプーリー４０ａの回転により、巻き取りプーリー４０ａのギア部４０ａｂに噛み合うアイドルギア４７も図４の反時計回り方向に回転する。アイドルギア４７にはダンパーギア５１による負荷が加わるため、アイドルギア４７及び巻き取りプーリー４０ａの回転速度が規制され、リフト板３０はゆっくりと下降する。
【００３５】
そして、アイドルギア４７が所定量回転すると、アイドルギア４７の係合部４７ｂが、ねじりバネ５０の第２アーム部５０ｃに係合する図４の状態となる。ここで、ねじりバネ５０の付勢力はリフト板３０の下降によりアイドルギア４７を回転させる力よりも大きく設定されているため、アイドルギア４７及び巻き取りプーリー４０ａの回転が規制されてリフト板３０は常に略一定の位置で停止する。具体的には、用紙収納部３１の側壁に形成された補給用開口部３１ａ、３１ｂの下端部４９（図２参照）でリフト板３０の上面が停止するように巻き取りプーリー４０ａとアイドルギア４７の位相を合わせておく。
【００３６】
これにより、用紙が無くなった際に画像形成装置１００本体から用紙カセット１０ａを引き出すと、リフト板３０は常に補給用開口部３１ａ、３１ｂの下端部と略面一になるように停止する。従って、用紙収納部３１の上方から補給用開口部３１ａ、３１ｂに手を差し入れて用紙をセットする際に、補給用開口部３１ａ、３１ｂの下端部４９よりも下方に手を入れる必要がないため、手が補給用開口部と用紙の間に挟まれることも無く、リフト板３０の上に用紙を円滑且つ確実にセットすることができる。
【００３７】
また、リフト板３０の上に用紙をセットすると、用紙の重量によってリフト板３０が下降するため、巻き取りプーリー４０ａはさらに図４の時計回り方向に回転し、アイドルギア４７もさらに図４の反時計回り方向に回転する。その結果、ねじりバネ５０の第２アーム部５０ｃが係合部４７ｂに押されて係止部４８ｂから離間し、第１アーム部５０ｂに近づく方向（図４の反時計回り方向）に回転する。そして、リフト板３０に用紙が満載された状態では、図６に示すように第２アーム部５０ｃは図４の位置から略９０°回転している。
【００３８】
即ち、リフト板３０への用紙の積載量が増加するにつれて第２アーム部５０ｃの回転量も増加するため、ねじりバネ５０による付勢力Ｆはリフト板３０への用紙の積載量に比例して強くなる。そこで、ねじりバネ５０のバネ定数を調整することにより、リフト板３０に積載された用紙の最上面が常に補給用開口部３１ａ、３１ｂの下端部４９と略面一になるように設定することができる。この構成により、用紙を複数回に分けてセットする場合、或いは用紙収納部３１に用紙が残っている状態で用紙を追加する場合においても補給用開口部３１ａ、３１ｂの下端部４９よりも下方に手を入れる必要がないため、手が補給用開口部と用紙の間に挟まれることも無く、既に積載されている用紙上に用紙を円滑且つ確実にセットすることができる。
【００３９】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では用紙が無い状態でのリフト板３０の上面、及び所定量の用紙がセットされた状態での用紙の最上面が補給用開口部３１ａ、３１ｂの下端部４９と略面一になるようにしているが、リフト板３０の上面、或いは用紙の最上面が補給用開口部３１ａ、３１ｂの下端部４９よりも上方に位置するようにしても下端部４９よりも下方に手を入れる必要がないため、手が補給用開口部３１ａ、３１ｂと用紙の間に挟まれるのを回避できる。
【００４０】
また、巻き取りプーリー４０ａのギア部４０ａｂとアイドルギア４７のギア径やギア比についても、使用するワイヤー４３ａ、４３ｂの太さ及び最大巻き取り量、リフト板３０の昇降距離等に応じて適宜設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、ワイヤーによりリフト板を昇降させる大容量タイプの用紙収納装置に利用可能である。本発明の利用により、用紙のセット時にリフト板の上面、或いは用紙の最上面を常に補給用開口部の下端部以上の位置に維持することができ、用紙のセット性が向上した用紙収納装置を簡便且つ低コストで提供することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０ａ、１０ｂ  用紙カセット（用紙収納装置）
３０            リフト板
４０ａ、４０ｂ  巻き取りプーリー
４０ａａ        巻き取り部
４０ａｂ        ギア部
４３ａ、４３ｂ  ワイヤー
４７            アイドルギア
４７ａ          回転軸
４７ｂ          係合部
４８            ギア取り付けカバー
４８ａ          固定穴
４８ｂ          係止部
５０            ねじりバネ
５０ａ          巻きバネ部
５０ｂ          第１アーム部
５０ｃ          第２アーム部
５１            ダンパーギア
２２            傾斜面
１００          画像形成装置
【図１】
0005460624.tif 000002
【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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