(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を積載する底板とこの底板を一方向の回転運動により上昇させる駆動軸とを有して画像形成装置本体に引き出し自在に装着される給紙トレイを設け、この給紙トレイの前記画像形成装置本体側の面から突出する前記駆動軸の端部にその軸方向と直交する方向にスプリングピンを圧入し、前記画像形成装置本体に前記スプリングピンが係止される係止溝を有してモータによって駆動されるカップリングを前記給紙トレイ側に付勢して軸方向に進退自在に設け、前記給紙トレイを前記画像形成装置に装着したときに、前記カップリングの回転を前記駆動軸に伝達して前記底板を上昇させるようにした給紙トレイの底板駆動装置において、前記スプリングピンはその軸方向に沿って形成されている溝が前記カップリングとは反対側に向けた状態で前記駆動軸に圧入され、前記カップリングの係止溝は、前記底板を上昇させるために前記カップリングを正転させるときに前記スプリングピンを押圧する側の一方の内側面に前記カップリングの軸方向と平行な平行面を有し、反対側の内側面に前記カップリングの端面に向かうに従い前記係止溝の幅が次第に広がる方向に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする給紙トレイの底板駆動装置。
【請求項２】
モータを正転させて底板を上昇させる前に、前記モータを一旦逆転させるモータ制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の給紙トレイの底板駆動装置。
【請求項３】
モータを逆転させて停止させた後に、一定時間経過後に前記モータを正転させて底板を上昇させるモータ制御手段を備えていることを特徴とする請求項２記載の給紙トレイの底板駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給紙トレイの底板駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数の用紙を連続的に給紙する給紙装置の一例として、例えば、特開平４−２０９１３５号公報に記載にされているように、ピックアップローラの下方に、用紙を積載する給紙テーブルを昇降自在に設け、この給紙テーブルを給紙テーブルモータにより上昇させて最上位の用紙をピックアップローラに当接させ、このときの上昇動作により位置センサがオンになったときに給紙モータを停止させ、次に給紙モータを逆転させて給紙テーブルを若干下降させ、一定時間経過後にモータを再び正転させて給紙テーブルを上昇させて最上位の用紙をピックアップローラに当接させ、位置センサがオンになった時点で給紙モータを停止させることにより、用紙補給時に用紙を安定させるようにした給紙装置がある。
【０００３】
このような給紙装置とは別に、画像形成装置本体に給紙トレイを引き出し自在に装着して給紙する給紙装置がある。このような給紙装置の給紙トレイは、上面が開口されたトレイ本体に、用紙を積載する底板とこの底板を一方向の回転運動により上昇させる駆動軸とを備えている。そして、給紙トレイを画像形成装置本体に装着したときには、画像形成装置本体内のモータと給紙トレイの駆動軸とをカップリング方式で連結し、モータにより駆動軸を所定角度回転させて底板を上昇させ、底板上の最上位の用紙をピックアップローラに接触させている。
【０００４】
このように、画像形成装置本体側のモータと給紙トレイ側の駆動軸とをカップリング方式で連結する場合、構造の簡略化及びコストダウンを図るために、駆動軸の端部にその軸方向と直交する方向から孔を穿け、この孔にスプリングピンを圧入し、このスプリングピンが係止される係止溝が端面から形成されたカップリングを軸方向の一方に付勢して軸方向に移動自在にモータに連結した構造のものがある。
【０００５】
このようなカップリング方式の連結構造では、画像形成装置本体に給紙トレイを装着すると、給紙トレイの駆動軸に圧入したスプリングピンが画像形成装置本体側のカップリングの係止溝に係止されて両者が連結される。この場合、スプリングと係止溝との位置が一致しない場合には、スプリングピンがカップリングの端面に当接するため、カップリングは軸方向に沿ってモータ側に押し込まれるが、モータによりカップリングを回転させると、係止溝とスプリングピンとの位置が一致するときに、カップリングが駆動軸側に移動して係止溝とスプリングピンとが係止し合う。これにより、モータの回転がカップリングとスプリングピンとを介して駆動軸に伝達される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
カップリングに形成した係止溝に駆動軸のスプリングピンを係止する構造において、スプリングピンは弾性的に縮径し得るように軸方向に沿って溝が形成されているため、駆動軸に形成する孔の寸法を厳密に管理しなくても、スプリングピンを駆動軸の孔に遊びを有することなく圧入することができ、構造も簡略化できる利点がある。
【０００７】
しかし、給紙トレイを画像形成装置本体に装着するときに、図６に示すように、カップリング５０に形成した係止溝５１と、駆動軸５２に圧入したスプリングピン５３との位置が一致しない場合がある。従来は、画像形成装置本体と給紙トレイとに精密な案内作用を示すガイドレールを設けていたが、近来はコストダウンの要望に応えるため、簡易な構造で給紙トレイを引き出し自在に支持する傾向にる。このため、カップリング５０の係止溝５１と駆動軸５２のスプリングピン５３との位置は一致しにくい。
【０００８】
このように、係止溝５１とスプリングピン５３との位置が不一致であり、かつ、スプリングピン５３の溝がカップリング５０側に向いていると、カップリング５０の係止溝５１の開口縁側のエッジがスプリングピン５３の溝５３ａに食い込んだままの状態になり、係止溝５１とスプリングピン５３とが不安定な状態で係止し合う場合がある。
【０００９】
この状態で、底板を上昇させる方向のカップリング５０を回転させると、負荷が軽ければ駆動軸５２も回転してしまうので、スプリングピン５３の位置にカップリング５０の係止溝５１の位置を正常に位置合わせできないまま駆動軸５２を回転させて底板を上昇させてしまう。しかし、その底板上の最上位の用紙をピックアップローラに当接させると負荷が大きくなり、さらに、ピックアップローラを回転させて最上位の用紙を給紙すると、振動が底板を介して駆動軸に伝わるため、カップリング５０がモータ側に退避し係止溝５１がスプリングピン５３から外れることがある。このような場合には、駆動軸５２が自由状態となるため、底板が用紙の重みで給紙トレイの底に落下してしまう問題がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、用紙を積載する底板とこの底板を一方向の回転運動により上昇させる駆動軸とを有して画像形成装置本体に引き出し自在に装着される給紙トレイを設け、この給紙トレイの前記画像形成装置本体側の面から突出する前記駆動軸の端部にその軸方向と直交する方向にスプリングピンを圧入し、前記画像形成装置本体に前記スプリングピンが係止される係止溝を有してモータによって駆動されるカップリングを前記給紙トレイ側に付勢して軸方向に進退自在に設け、前記給紙トレイを前記画像形成装置に装着したときに、前記カップリングの回転を前記駆動軸に伝達して前記底板を上昇させるようにした給紙トレイの底板駆動装置において、前記スプリングピンはその軸方向に沿って形成されている溝が前記カップリングとは反対側に向けた状態で前記駆動軸に圧入され、前記カップリングの係止溝は、前記底板を上昇させるために前記カップリングを正転させるときに前記スプリングピンを押圧する側の一方の内側面に前記カップリングの軸方向と平行な平行面を有し、反対側の内側面に前記カップリングの端面に向かうに従い前記係止溝の幅が次第に広がる方向に傾斜する傾斜面を有する。
【００１１】
したがって、給紙トレイを画像形成装置本体に装着するときにカップリングの係止溝とスプリングピンとの位置が僅かにずれている場合に、カップリングの係止溝の開口縁側のエッジがスプリングピンの溝に引っ掛かることはない。これにより、係止溝とスプリングピンとの係合が不完全のまま底板を上昇させる方向にカップリングを回転させたときに、駆動軸を回転させることなくカップリングのみを回転させ、カップリングの回転中に係止溝の位置がスプリングピンの位置に一致したときに、係止溝とスプリングピンとを確実に係止させることが可能となる。さらに、カップリングの端面側における係止溝の開口幅を広げることができ、これにより、カップリングに形成された係止溝と駆動軸に圧入されたスプリングピンとを係止し易くすることが可能となる。また、底板を上昇させる場合には軸方向と平行にカップリングに形成した平行面でスプリングを押圧するため、カップリングの回転角に対して正確に比例させて駆動軸を回転させることが可能となる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項２記載の発明において、モータを正転させて底板を上昇させる前に、前記モータを一旦逆転させるモータ制御手段を備えている。
【００１５】
したがって、モータの逆転動作によりカップリングのみを逆転させて、係止溝の位置をスプリングピンの位置に合わせることが可能となる。また、カップリングの逆転時には係止溝の傾斜面でスプリングピンを押圧するため、負荷が大きい場合にはカップリングをスプリングピンから外れるモータ側に退避させることが可能となる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、モータを逆転させて停止させた後に、一定時間経過後に前記モータを正転させて底板を上昇させるモータ制御手段を備えている。
【００１７】
したがって、モータの回転方向が瞬時に切り替わることがないため、過電流が流れることがなく、これにより、駆動回路系の素子を保護することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の第一の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。図１は画像形成装置本体に装着した状態の給紙トレイを示す平面図、図２は給紙トレイの構造及び駆動軸とカップリングとの関係を示す分解斜視図、図３及び図４は、駆動軸とカップリングとの関係を示す一部の側面図である。
【００１９】
図１において、１は画像形成装置本体である。この画像形成装置本体１に引き出し自在に装着される給紙トレイ２は、上面が開放された偏平なトレイ本体３に、多数枚の用紙４を積載する底板５と、この底板５を一方向の回転運動により上昇させる駆動軸６とを有する。底板５の両側に形成されたヒンジ片５ａはトレイ本体３の内面に上下回動自在に支持されている。この駆動軸６はネジ結合されて底板５を押し上げる上昇アーム７を有している。この駆動軸６は用紙４の給紙方向と直交する方向（画像形成装置本体１に対する給紙トレイ２の引き出し方向と一致）においてトレイ本体３に回転自在に支持され、その一端はトレイ本体３の画像形成装置本体１側の側面から突出され、その突出部分には弾性的に縮径可能なスプリングピン８が駆動軸６の軸方向と直交する方向に圧入されている。さらに、トレイ本体３には画像形成装置本体１の奥側に突出する被検出部９が形成されている。
【００２０】
図１に示すように、画像形成装置本体１には、被検出部９を検出する検出器１０とモータ１１とが設けられ、このモータ１１には、カップリング１２が回転方向には一体に回転し、軸方向に進退自在に連結されている。また、カップリング１２は図示しないスプリングにより駆動軸６側に付勢されている。そして、図２に示すように、カップリング１２にはその駆動軸６側の端面から係止溝１３が十文字状に配列されて形成されている。これらの係止溝１３はスプリングピン８と係止されるものである。
【００２１】
ここで、スプリングピン８はその軸方向に沿って形成されている溝８ａ（図３参照）がカップリング１２とは反対側に向けた状態で駆動軸６に圧入されている。具体的には、駆動軸６の中心を対称として１２０度の範囲でカップリング１２の反対側に向いていることが望ましい。
【００２２】
さらに、カップリング１２の係止溝１３は、底板５を上昇させるためにカップリング１２を図３に示す正転方向（ＣＷ）に正転させるときにスプリングピン８を押圧する側の一方の内側面にカップリング１２の軸方向と平行な平行面１３ａを有し、反対側の内側面にカップリング１２の端面１２ａに向かうに従い係止溝１３の幅が次第に広がる方向に傾斜する傾斜面１３ｂを有する（図３参照）。
【００２３】
このような構成において、給紙トレイ２を画像形成装置本体１から引き出した状態では、底板５は自重によりトレイ本体３の底面に倒伏する。底板５の上に用紙４を積載した後、給紙トレイ２を画像形成装置本体１に装着すると、駆動軸６の端部が筒状のカップリング１２の中心に嵌合される。この場合、スプリングピン８の溝８ａがカップリング１２とは反対側に向けてあるので、給紙トレイ２を画像形成装置本体１に装着するときにカップリング１２の係止溝１３とスプリングピン８との位置が僅かにずれている場合に、カップリング１２の係止溝１３の開口縁側のエッジがスプリングピン８の溝８ａに引っ掛かることはない。
【００２４】
画像形成装置本体１に給紙トレイ２を装着するときに、カップリング１２の係止溝１３とスプリングピン８との位置が合っていない場合には、図４に示すように、カップリング１２がスプリングピン８に押されて傾き、係止溝１３の開口部側のエッジがスプリングピン８に引っ掛かる場合があるが、このようにスプリングピン８と係止溝１３との係止状態が不完全のまま、底板５を上昇させる方向にカップリング１２を回転させたとしても、係止溝１３のエッジがスプリングピン８に対して滑るため、駆動軸６に回転力を与えることなくカップリング１２のみを回転させることができる。これにより、係止溝１３とスプリングピン８との係止状態が不完全のままカップリング１２の回転を駆動軸６に伝えて底板５を上昇させるようなことがなく、これに伴い、底板５の上昇中に駆動軸６のスプリングピン８からカップリング１２が外れて底板５が落下するようなことはない。
【００２５】
さらに、係止溝１３とスプリングピン８との係合が不完全のまま底板５を上昇させるためにカップリング１２を回転させたときに、駆動軸６を回転させることなくカップリング１２のみを回転させることができるため、カップリング１２の回転中に係止溝１３の位置がスプリングピン８の位置に一致したときに、係止溝１３とスプリングピン８とを確実に係止させることが可能となる。
【００２６】
特に、係止溝１３の内面には傾斜面１３ｂが形成されているため、カップリング１２の端面１２ａ側における係止溝１３の開口幅を広げることができ、これにより、係止溝１３とスプリングピン８とを係止し易くすることができる。
【００２７】
また、底板５を上昇させる場合、カップリング１２を正転方向（図３においてＣＷ方向）に回転させるが、このときにカップリング１２の軸方向と平行な平行面１３ａでスプリングピン８を押圧するため、カップリング１２の回転角に対して正確に比例させて駆動軸６を回転させることができる。
【００２８】
次に、本発明の実施の第二の形態について説明する。本実施の形態及びこれに続く実施の形態において、前実施の形態の構成と同一部分は同一符号を用い説明も省略する。本実施の形態は、モータ１１を正転させて底板５を上昇させる前に、モータ１１を一旦逆転させるモータ制御手段（図示せず）を備えている。
【００２９】
このモータ制御手段は、画像形成装置本体１に給紙トレイ２を装着したときに、被検出部９を検出する検出器１０の検出信号により、或いは、画像形成装置の電源を入力したときに、モータ１１を逆転させた後に正転させるように駆動回路（図示せず）を駆動するプログラムを実行する機能である。
【００３０】
このように、底板５を上昇させるためにモータ１１を正転させる前にモータ１１を逆転方向（図３においてＣＣＷ方向）に回転させることにより、カップリング１２の係止溝１３とスプリングピン８との位置が不一致の場合でも、カップリング１２の回転により係止溝１３とスプリングピン８との位置を一致させて両者を係止させることができる。
【００３１】
この場合、モータ１１を逆転させると底板５が下降するが、係止溝１３の傾斜面１３ｂでスプリングピン８を押圧するので、上昇アーム７がトレイ本体３の底面に当接して負荷が高まると、カップリング１２が付勢力に抗してスプリングピン８から外れるモータ１１側に退避するため、モータ１１に高い負荷が掛かることはない。これにより、モータ１１の損傷や上昇アーム７の破損を防止することができる。
【００３２】
次に、本発明の第三の実施の形態を図５に基づいて説明する。図５はモータ１１に印加する電圧と時間との関係を示すグラフである。本実施の形態は、モータ１１を逆転させて停止させた後に、一定時間経過後にモータ１１を正転させて底板５を上昇させるモータ制御手段（図示せず）を備えている。本実施の形態におけるモータ制御手段は、画像形成装置本体１に給紙トレイ２を装着したときに、被検出部９を検出する検出器１０の検出信号により、或いは、画像形成装置の電源を入力したときに、モータ１１を期間ｔ１（１ｓｅｃ）逆転させ、期間ｔ２（２０ｍｍｓｅｃ）＋期間ｔ３（５００ｍｍｓｅｃ）停止させた後に、モータ１１を正転させて底板５を上昇させると言うタイミングをもってモータ１１を駆動する駆動回路（図示せず）を駆動するプログラムを実行する機能である。この場合、モータは＋２４Ｖの電圧を印加することにより正転し、−２４Ｖの電圧を印加することにより逆転する。
【００３３】
このように、底板５を上昇させるためにモータ１１を正転させる前にモータ１１を逆転方向（図３においてＣＣＷ方向）に回転させることにより、カップリング１２の係止溝１３とスプリングピン８との位置が不一致の場合でも、カップリング１２の回転により係止溝１３とスプリングピン８との位置を一致させて両者を係止させることができる。
【００３４】
このように、モータ１１を逆転させてから正転させるまでの間には、ｔ２＋ｔ３の期間があるため、モータ１１の回転方向が瞬時に切り替わることがない。このため、過電流が流れることがなく、したがって、モータ１１を駆動する駆動回路系の素子を保護することができる。具体的には、期間ｔ２が過電流の発生を防止する期間である。本実施の形態では、さらに、期間ｔ２で残る残電流を期間ｔ３で減衰させることができる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、上述のように、用紙を積載する底板とこの底板を一方向の回転運動により上昇させる駆動軸とを備えた給紙トレイを設け、端面に係止溝を有してモータによって駆動されるカップリングを前記給紙トレイ側に付勢して軸方向に進退自在に画像形成装置本体に設け、前記給紙トレイから突出する前記駆動軸の端部に、前記カップリングの前記係止溝に係止されるスプリングピンをその軸方向に沿って形成されている溝を前記カップリングとは反対側に向けた状態で圧入したので、給紙トレイを画像形成装置本体に装着するときにカップリングの係止溝とスプリングピンとの位置とが僅かにずれている場合に、カップリングの係止溝の開口縁側のエッジがスプリングピンの溝に引っ掛かることはない。これにより、係止溝とスプリングピンとの係合が不完全のまま底板を上昇させる方向にカップリングを回転させたときに、駆動軸を回転させることなくカップリングのみを回転させて、カップリングの回転中に係止溝の位置がスプリングピンの位置に一致したときに、係止溝とスプリングピンとを確実に係止させることができる。また、カップリングの係止溝は、底板を上昇させるためにカップリングを正転させるときにスプリングピンを押圧する側の一方の内側面に前記カップリングの軸方向と平行な平行面を有し、反対側の内側面に前記カップリングの端面に向かうに従い前記係止溝の幅が次第に広がる方向に傾斜する傾斜面を有するので、カップリングの端面側における係止溝の開口幅を広げることができ、これにより、カップリングに形成された係止溝と駆動軸に圧入されたスプリングピンとを係止し易くすることができる。また、底板を上昇させる場合には軸方向と平行にカップリングに形成した平行面でスプリングを押圧するため、カップリングの回転角に対して正確に比例させて駆動軸を回転させることができる。
【００３７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、モータを正転させて底板を上昇させる前に、前記モータを一旦逆転させるモータ制御手段を備えているので、モータの逆転動作によりカップリングのみを逆転させて、係止溝の位置をスプリングピンの位置に合わせることができる。また、カップリングの逆転時には係止溝の傾斜面でスプリングピンを押圧するため、負荷が大きい場合にはカップリングをスプリングピンから外れるモータ側に退避させることができ、これにより、モータの損傷等の故障の発生を未然に防止することができる。
【００３８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、モータを逆転させて停止させた後に、一定時間経過後に前記モータを正転させて底板を上昇させるモータ制御手段を備えているので、モータの回転方向が瞬時に切り替わることがないため、過電流が流れることがない。これにより、駆動回路系の素子を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第一の形態における画像形成装置本体に装着した状態の給紙トレイを示す平面図である。
【図２】給紙トレイの構造及び駆動軸とカップリングとの関係を示す分解斜視図である。
【図３】駆動軸とカップリングとの関係を示す一部の側面図である。
【図４】駆動軸とカップリングとの関係を示す一部の側面図である。
【図５】本発明の実施の第三の形態におけるモータに印加する電圧と時間との関係を示すグラフである。
【図６】従来技術における駆動軸とカップリングとの関係を示す一部の側面図である。
【符号の説明】
１      画像形成装置本体
２      給紙トレイ
４      用紙
５      底板
６      駆動軸
８      スプリングピン
８ａ      溝
１１      モータ
１２      カップリング
１３      係止溝
１３ａ      平行面
１３ｂ      傾斜面
【図１】
0003646840.tif 000002
【図２】
0003646840.tif 000003
【図３】
0003646840.tif 000004
【図４】
0003646840.tif 000005
【図５】
0003646840.tif 000006
【図６】
0003646840.tif 000007