(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像記録装置に装着され、積載収容された多数枚の用紙の最上紙を給紙ローラに押圧して用紙を繰り出す給紙用カセットであって、カセット本体内の底部に給紙上流側基部を支点として上下揺動し得る押上板と、カセット本体の最上紙を給紙ローラに押圧する弾性部材とを備え、前記弾性部材の取付け長さを変えて押圧力を調整できる調整手段を設け、前期弾性部材が圧縮スプリングであり、前記調整手段が前記圧縮スプリングの一端を支持し、その支持位置を変えることができる弾性体支持部材であり、前記弾性体支持部材が、上下反転して付け替え可能であり、反転することにより前記圧縮スプリングの取付け長さが変わることを特徴とする給紙用カセット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給紙用カセットに関するもので、複写機、ファクシミリ装置、各種プリンタ等の画像記録装置に使用する給紙用カセットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像記録装置、特に、複写機、ファクシミリ装置、各種プリンタ等の出力機に、使用される給紙用カセットがある。一般的に、この種の給紙用カセットは、上面解放の箱型形状を成し、カセット本体の内底部には、上下揺動する押上板が設けられている。そして、押上板とカセットの底板部との間に上記押上板を常時上方に弾力付勢する弾性部材が取付けられている。カセット本体の給紙側両隅部には、分離給紙部の一部を構成する分離爪部材が設けられており、カセット内に多数枚の用紙が積載収容される。
【０００３】
画像記録装置等の給紙部にカセット本体を装着すると、取り付けられた上記弾性部材の弾性力により、用紙の最上紙が画像記録装置等に設けられている給紙ローラの下部に押し当てられる。給紙ローラが回転すると、給紙ローラによる搬送と分離爪部材による分離とにより、カセット本体に積載収容された用紙は、最上部から１枚づつ、前記給紙部に供給される。上述のように、弾性部材は、用紙の重量変位に追従して押上板の支点を中心に上方に押上板を揺動させ、常に所望押圧力で給紙ローラの下部に用紙の最上紙を押し当てるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来の給紙用カセットでは、押上板を揺動させる弾性部材の取付け長さを変えることができない、即ち、取り付けられた弾性部材の弾性力を調整する調整手段がないため、カセット内に積載収容される用紙サイズ（即ち重量）が変わる場合や積載枚数が多い場合、所謂、大容量給紙用カセットである場合、弾性部材が給紙ローラの下部に用紙の最上紙を所望押圧力で押圧させることができないといった問題が発生していた。
【０００５】
図７は、従来の給紙用カセットに取り付けられた上記弾性部材による、最上紙を給紙ローラへ押圧する押圧力とカセット内の用紙枚数の関係を示したグラフである。横軸ｎがカセット内の用紙枚数、縦軸Ｆが給紙ローラへの押圧力を示している。ｎｍａｘは満載時の用紙枚数を示している。そして、Ｆｍａｘ〜Ｆｍｉｎが用紙の最上紙を給紙ローラの下部に押し当てる所望押圧力である。
【０００６】
図７には、Ａ５，Ａ４の用紙サイズの押圧力と収容枚数の関係が示されている。図７に示したＡ５の収容枚数が，ｎｍａｘ〜ｎ２のとき押圧力はＦｍａｘを超えている。このような場合、最上紙を給紙ローラの下部に押し当てる押圧力が強すぎるため、最上紙が分離されずに複数枚の用紙が繰り出されてしまう、所謂マルチフィードを起こすといった問題を発生していた。さらに、給紙ローラを撓ませて給紙ローラのベアリング部等に過負荷を与え、回転駆動力を低下させ、最上紙の用紙が繰り出されないといった問題も発生していた。
【０００７】
また、図７に示したＡ４の収容枚数が，ｎｍａｘ〜ｎ１のとき押圧力はＦｍｉｎに達していない。このような場合、最上紙を給紙ローラの下部に押し当てる押圧力が弱すぎるため、最上紙と給紙ローラとの摩擦力が低下しすぎて、最上紙の用紙が繰り出されないといった問題が発生していた。
【０００８】
上記のように、用紙サイズが変わると、殆どの弾性部材が図７のような収容枚数と押圧力のような関係となってしまう。満載時の用紙枚数（ｎｍａｘ）が多い場合、所謂、大容量の給紙用カセットの場合その関係が顕著となる。即ち、弾性部材で対応しようとすると、図７のように単一種の弾性部材の選定が極めて困難なものとなっていた。そのため、一般に積載収容される用紙サイズの給紙用カセットの仕様毎に、弾性部材の種類を変えて取付けていた。例えば、図７のＡ５、Ａ４サイズの場合は異なるバネ定数を有した他種弾性部材に付け変えなければならないといった問題が発生していた。それに伴い、１つ給紙用カセットに複数種の弾性部材が必要となり、メーカー等では部品の種類が増えて部品の共通化が行えず、部品単価が高くなると共に管理コストが高くなり、給紙用カセットの製品コストのアップになるといった問題も発生していた。
【０００９】
本発明の目的は、従来のこのような欠点を解決し、カセット本体内に収容される用紙サイズが変わる場合や収容される用紙の最大積載枚数が多い場合であっても、単一種の弾性部材により、常に所望押圧力で給紙ローラの下部に用紙の最上紙を押し当て、用紙搬送系統を安定させることができる給紙用カセットを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決しようとする手段】
上記目的を達成するため、本発明は、画像記録装置に装着され、積載収容された多数枚の用紙の最上紙を給紙ローラに押圧して用紙を繰り出す給紙用カセットであって、カセット本体内の底部に給紙上流側基部を支点として上下揺動し得る押上板と、カセット本体の最上紙を給紙ローラに押圧する弾性部材とを備え、前記弾性部材の取付け長さを変えて押圧力を調整できる調整手段を設け、前期弾性部材が圧縮スプリングであり、前記調整手段が前記圧縮スプリングの一端を支持し、その支持位置を変えることができる弾性体支持部材であり、前記弾性体支持部材が、上下反転して付け替え可能であり、反転することにより前記圧縮スプリングの取付け長さが変わることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施の形態の給紙用カセットを示す平面図である。図２、図３は、図１の給紙用カセットにおけるＡ４用紙の満載状態と、Ａ４用紙が無くなった状態を示す断面図である。図４、図５は、図１の給紙用カセットにおけるＡ５用紙の満載状態と、Ａ５用紙が無くなった状態を示す断面図である。図６は、本発明の給紙用カセットにおける最上紙を給紙ローラへ押圧する押圧力と給紙用カセット内の用紙枚数の関係を示したグラフである。
【００１２】
先ず、本発明の給紙用カセットの構成について述べる。図１および図２〜図５において、カセット本体１０は上面解放の箱型形状を成し、前壁（給紙下流側）１、後壁（給紙上流側）２、両側壁６、７及び底板部１３から構成されている。そして、カセット本体１０内には多数枚の例えばＡ４サイズの用紙３０（または例えばＡ５サイズの用紙３０ａ。尚、以下の用紙３０ａの記載は省略。）が積載収容される。側壁６、７の内方には、用紙３０の側方をガイドするガイド部材８が設けられている。用紙３０の給紙下流側端部は前壁１にガイドされる。用紙３０の給紙上流側端部は、押上板に用紙のサイズに応じて付け替え可能に設けられた樹脂材等からなるガイド部材９にガイドされる。
【００１３】
カセット本体１０の前側両隅部には、分離給紙部の一部を構成する分離爪部材３３が配備されている。分離爪部材３３は、用紙３０の先端両角部上面に面する平面視三角形状の第１規制部３３ａと、第１規制部３３ａに直角状に連なり用紙３０の先端部が接する第２規制部３３ｂと、これらの規制部３３ａ、３３ｂを一端に支持し、他端においてケース側壁６、７にピン３４を介して支持された支持アーム３３ｃとからなる。ピン３４は座部３４ａと軸部３４ｂからなり、支持アーム３３ｃの座部３３ｄに軸部３４ｂが取り付けられている。分離爪部材３３の自重によって用紙３０の変位に関係無く、第１規制部３３ａが最上紙の角部に常に載り、一定の押圧がかかるようになっている。
【００１４】
また、カセット本体１０は、不図示の画像記録装置等の給紙部に装着されるが、装着状態では図１〜３に示すように、例えば圧縮スプリングである弾性部材２３の略直上部に給紙ローラ３１が位置する。ローラ３１は用紙３０の幅より小さく、図では２個のローラ３１、３１がローラ軸３１ａに用紙幅中央よりに取り付けられ、ローラ軸３１ａと共に一体回転する。２個のローラ３１、３１表面と用紙の摩擦係数は、用紙３０同士の摩擦係数よりも大きく設定されている。
【００１５】
カセット本体１０の給紙上流側の内底部には、ピン４を支点として上下揺動する押上板２２が設けられており、このピン４による揺動支点はカセット本体１０の後半部にあり、押上板２２の先端部は前壁１まで及んでいる。用紙押上板２２は側壁６、７面に垂直な平面と、給紙上流側基部の両側に設けられた曲げ部２２ａと、曲げ部２２ａに取り付けられたピン４とから成る。上述のように、用紙押上板２２は給紙上流側基部のピン４を支点として上下揺動するように、支点ピン４が側壁６、７面に設けられた支持部に嵌挿されている。前記支点のピン４を支持する支持部は、側壁６、７に設けられた丸孔５５から成る。
【００１６】
押上板２２とカセット本体１０の底板部１３との間に押上板２２を常時上方に弾力付勢する弾性部材２３が設けられている。弾性部材２３は支点４の支持部５５に対する上下摺動を伴いながら、用紙３０の重量変位に追従して押上板２２を上下動するよう付勢するものである。弾性部材２３はカセット本体１０に積載収容された用紙３０の荷重に対応して上下方向に変位するように設定されている。図１に示されるように、弾性部材２３が用紙３０の幅方向の中心線から等距離に設けられているため、給紙ローラ３１，３１にバランス良く押圧力がかかるようになっている。弾性部材２３の一端は押上板２２に接し、他端はカセット本体１０の給紙下流側の底板部１３ａに設けられた弾性体支持部材６０に支持されている。
【００１７】
次に、弾性体支持部材６０について述べる。弾性体支持部材６０は円筒形状を成し、円筒端部の内側に支持板部６１が一体となっている。また、弾性体支持部材６０の円筒外周面の中央に鍔部６２が一体になっている。弾性体支持部材６０はカセット本体１０の底板部１３ａに設けられた孔に挿入され、底板部１３ａの上面と鍔部６２の一面が接して弾性体支持部材６０が装着されるようになっている。弾性体支持部材６０は底板部１３ａの孔から脱着自在である。弾性部材２３の一端は支持板部６１に支持される。
【００１８】
上述したように図２、図３はＡ４サイズの用紙の満載状態と用紙が無くなった状態とを示しているが、Ａ４を使用する場合、弾性体支持部材６０は底板部１３ａに、支持板部６１の位置が鍔部６２の位置よりも高い位置となる方向に装着される。また、図４、図５はＡ５サイズの用紙の満載状態と用紙が無くなった状態とを示しているが、Ａ５を使用する場合、Ａ４を使用する場合には上下反転した状態で底板部１３ｂに装着する。即ち、弾性体支持部材６０は底板部１３ａに、支持板部６１の位置が鍔部６２の位置よりも低い位置となる方向に装着される。
【００１９】
上記のように弾性体支持部材６０が装着されるので、Ａ４を使用する場合、押上板２２と弾性体支持部材６０との間に取り付けられる弾性部材２３の取り付け長さは、Ａ〜Ａ（０）となる。また、Ａ５を使用する場合の弾性部材２３の取り付け長さＢ〜Ｂ（０）となる〔Ａ＜Ｂ，Ａ（０）＜Ｂ（０）〕。即ち、弾性部材２３の弾性力ＰＡがＡ５を使用する場合とＡ４を使用する場合とにおいて変えられるようになっている。
【００２０】
次に、上記のように構成された本発明の給紙用カセットの動作を説明する。上述のように構成した本発明の給紙用カセットは以下のように使用される。用紙３０を満載収容すると、用紙押上板２２は用紙３０の重量により弾性部材２３の弾性力に抗して沈むが、ピン４を支点として上方に所定力で弾力付勢される。不図示の画像記録装置等の給紙部にカセット本体１０を装着すると、図２または図４に示すような装着状態で、用紙３０の最上紙が給紙ローラ３１の下部に押し当てられる。
【００２１】
用紙３０の先側上部は分離爪部材３３の第２規制部３３ｂに接し、且つ、最上紙の角部は第１規制部３３ａが載せられている。給紙ローラ３１の回転により、第２規制部３３ｂに用紙３０の先側上部が接し、且つ、最上紙の角部に分離爪部材３３の自重により第１規制部３３ａが面で接する。この状態で給紙ローラ３１が回転を続けると、その搬出力により用紙３０の最上紙の先側中央部が繰り出されようとするが、先側両角部は規制部３３ａ，３３ｂにより規制されているため屈曲するように持ち上げられ、これにより直下の用紙と分離される。更に、給紙ローラ３１が回転し、分離された最上紙の両角部が規制部３３ａ，３３ｂより離され、不図示の画像記録装置等の給紙部に供給される。
【００２２】
そして、カセット本体１０に積重された用紙３０が、最上部から１枚づつ、前記給紙部に供給されて用紙３０の重量が軽くなるに従って、弾性部材２３は伸び、押上板２２は支点４を中心として上方に揺動する。最上紙角部には分離爪部材３３の第１規制部３３ａが常時載せられている。用紙３０の給紙上流側はガイド部材９に常時当てられている。やがて、用紙３０は最下紙、即ち最後の一枚となり、最後の一枚も同様に不図示の画像記録装置等の給紙部に供給され、図３または図５に示す状態となる。このようにして、カセット本体１０に積重された用紙３０は、最上部から１枚づつ、不図示の画像記録装置等の給紙部に供給される。
【００２３】
次に、Ａ４用紙を使用した場合である、図２に示した用紙３０の満載状態と図３に示した用紙３０が無くなった状態とを比較しながら、図２から図３への変位を具体的に述べる。ここで、Ｆは用紙３０の最上紙の給紙ローラ３１への押圧力、ＰＡはＦに寄与する弾性部材２３の弾性力（上述のように、Ａ４用紙を使用する場合、弾性体支持部材６０は底板部１３ａに、支持板部６１の位置が鍔部６２の位置よりも高い位置となる方向に装着され、弾性部材２３の取り付け長さは、Ａ〜Ａ（０）である。）、Ｗは用紙３０の１枚の押上板２２にかかる重量、ｎは用紙３０の積載枚数、Ｖは押上板２２の重量を示している。
【００２４】
図２に示したように、カセット本体１０に用紙３０が満載収容され、前記給紙部にカセット本体１０が装着されているとき、用紙３０の満載重量Ｗ×ｎｍａｘとＶにより沈みこみ、弾性部材２３は最も縮んだ状態となる。満載重量Ｗ×ｎｍａｘとＶに抗して、弾性部材２３の弾性力ＰＡ（ｎｍａｘ）が働く。それにより、最上紙には給紙ローラ３１への押圧力Ｆ（ｎｍａｘ）が働く。
【００２５】
そして、給紙ローラ３１の回転により、分離爪部材３３で分離され、用紙３０は最上紙から１枚づつ排出さる。満載されていた用紙３０は１枚づつ減り、重量Ｗ×ｎｍａｘが減り始め、それに伴って、最上紙の押圧力Ｆ（ｎｍａｘ）が変化する。弾性部材２３の弾性力ＰＡが弱まり、弾性部材２３は伸び始める。用紙押上板２２は支点４を中心に揺動する。
【００２６】
やがて、図３に示したように、用紙３０は最後の一枚が搬送されて無くなった状態となり、用紙３０の重量Ｗは０となる。弾性部材２３は最も伸びた状態となる。用紙押上板２２は最も上方に揺動された状態となる。弾性部材２３の弾性力も最も弱まったＰＡ（０）となっている。
【００２７】
即ち、用紙３０の重量の変化（０〜Ｗ×ｎｍａｘ）に追従して、弾性部材２３の弾性力変化（ＰＡ（０）〜ＰＡ（ｎｍａｘ））が起こり、ＦはＦ（０）〜Ｆ（ｎｍａｘ）の変位となる。
【００２８】
次に、Ａ５用紙を使用した場合である、図４に示した用紙３０の満載状態と図５に示した用紙３０が無くなった状態とを比較しながら、図４から図５への変位を具体的に述べる。尚、図４から図５への変位は、上述の図２から図３への変位と類似しているため、図４から図５への変位の説明は、上述の図２から図３への変位とも比較しながら、相違点のみを述べる。
【００２９】
ＰＢはＦに寄与する弾性部材２３の弾性力である。上述のように、Ａ５用紙を使用する場合、弾性体支持部材６０は底板部１３ａに、支持板部６１の位置が鍔部６２の位置よりも低い位置となる方向に装着され、弾性部材２３の取り付け長さは、Ｂ〜Ｂ（０）である。Ａ＜Ｂ，Ａ（０）＜Ｂ（０）であるので、ＰＡ（ｎｍａｘ）＞ＰＢ（ｎｍａｘ），ＰＡ（０）＞ＰＢ（０）である。
【００３０】
図４に示したように、カセット本体１０に用紙３０ａが満載収容され、給紙部にカセット本体１０が装着されているとき、用紙３０ａの満載重量（Ｗ／２）×ｎｍａｘとＶにより沈みこみ、弾性部材２３は最も縮んだ状態となる。満載重量Ｗ×ｎｍａｘとＶに抗して、弾性部材２３の弾性力ＰＢ（ｎｍａｘ）が働く。
【００３１】
図６は、本発明の給紙用カセットにおける最上紙を給紙ローラへ押圧する押圧力と給紙用カセット内の用紙枚数の関係を示したグラフである。横軸ｎが給紙用カセット内の用紙枚数、縦軸Ｆが最上紙を給紙ローラへ押圧する押圧力を示している。ｎｍａｘは満載時の用紙枚数を示している。そして、Ｆｍａｘ〜Ｆｍｉｎが用紙の最上紙を給紙ローラの下部に押し当てる所望押圧力の範囲である。
【００３２】
図６に示すＡ４の直線は、図２、図３で示した弾性部材２３の取り付け長さがＡ〜Ａ（０）である場合、即ち、弾性体支持部材６０は底板部１３ａに支持板部６１の位置が鍔部６２の位置よりも高い位置となる方向に装着された場合の押圧力と用紙枚数の関係を示したものである。また、図６に示すＡ５の直線は、図４、図５で示した弾性部材２３の取り付け長さがＢ〜Ｂ（０）である場合、即ち、弾性体支持部材６０は底板部１３ａに支持板部６１の位置が鍔部６２の位置よりも低い位置となる方向に装着された場合の押圧力と用紙枚数の関係を示したものである。
【００３３】
図６に示したＡ５，Ａ４のいずれの直線もｎｍａｘ〜０においてＦはＦｍａｘ〜Ｆｍｉｎの範囲内にある。図７で示したＡ５の直線のようにＦがＦｍａｘを超えてしまうことがなく、また、図７で示したＡ４のようにＦがＦｍｉｎに達しない事態は起こらない。そのため、最上紙を給紙ローラの下部に押し当てる押圧力が強すぎ、最上紙が分離されずに複数枚の用紙が繰り出されてしまう、所謂マルチフィードを起こすといった問題はない。さらに、給紙ローラを撓ませて給紙ローラのベアリング部等に過負荷を与え、回転駆動力を低下させ、最上紙の用紙が繰り出されないといった問題も発生しない。また、最上紙を給紙ローラの下部に押し当てる押圧力が弱すぎ、最上紙と給紙ローラとの摩擦力が低下しすぎて、最上紙の用紙が繰り出されないといった問題も発生しない。
【００３４】
尚、上記実施の形態では単種の弾性体支持部材を使用した場合を示したが、支持板部に対する鍔部の相対位置をかえることができる弾性体支持部材を使用し、最上紙を給紙ローラへ押し当てて押圧力を調整することができる。
【００３５】
また、上記実施の形態では２個の弾性部材で押圧しているが、何個で押圧してもよい。要は、最上紙が給紙ローラにバランスよく押圧されれば、本発明の実施には支障がない。
【００３６】
また、上記実施の形態のカセットケース本体内に装備した用紙送給側の最上部にある送給端部の位置が所定高さ位置になるように持上げるのは、支点を中心に回動する押上板及び弾性部材であるが、本発明を実施する場合には弾性部材の機能を用紙の供給を受ける画像記録装置本体側に設けてもよい。
【００３７】
また、上記各実施の形態の給紙ローラは、円柱状のローラである場合を示したが、周面が欠けた形状のローラ、所謂、半月ローラ等でも、本発明を同様に適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
上述のように、本発明により、カセット内に積載収容される用紙サイズ（即ち重量）が変わる場合であっても、弾性部材の弾性力を調整でき、給紙ローラの下部に用紙の最上紙を所望押圧力で押圧することができる。そのため、押圧力が強すぎ、最上紙が分離されずに複数枚の用紙が繰り出されてしまう、所謂マルチフィードを引き起こすといった問題も防止される。さらに、給紙ローラを撓ませて給紙ローラのベアリング部等に過負荷を与え、用紙が繰り出されないといった問題もない。逆に押圧力が弱すぎ、最上紙と給紙ローラとの摩擦力が低下しすぎて、用紙が繰り出されないといった問題も発生しない。
【００３９】
そして、画像記録装置等の給紙部に確実に用紙を供給することができ、最上紙の給紙ローラへの押圧力の変化による用紙搬送系統のトラブルの要因を排除できる。即ち、積載された用紙サイズに関係なく、給紙用カセットから用紙の供給を受ける画像記録装置等の給紙部に向かって、１枚づつ確実に給紙される。また、用紙サイズの給紙用カセットの仕様毎に、弾性部材の種類を変えて取り付ける必要もない。弾性部材の種類を減らし、部品の共通化ができるので、部品単価、管理コストが安くなり、給紙用カセットの製品コストダウンとなる。
【００４０】
本発明により、弾性部材の一端を支持し、その支持位置を変えることのできる弾性体支持部材を用いることにより、用紙を所望の押圧力で給紙ローラに押し当てることができる。
【００４１】
本発明により、単種の弾性体支持部材で、弾性支持部材の取付け位置を変えることができるので、用紙を給紙ローラに押し当てる複数の押圧力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の給紙用カセットを示す平面図である。
【図２】図１の給紙用カセットにおけるＡ４用紙の満載状態を示す断面図である（弾性部材の取付け長さが短い状態を示している）。
【図３】図２の給紙用カセットにおけるＡ４用紙が無くなった状態を示す断面図である（弾性部材の取付け長さが短い状態を示している）。
【図４】図１の給紙用カセットにおけるＡ５用紙の満載状態を示す断面図である（弾性部材の取付け長さが長い状態を示している）。
【図５】図４の給紙用カセットにおけるＡ５用紙が無くなった状態を示す断面図である（弾性部材の取付け長さが長い状態を示している）。
【図６】本発明の給紙用カセットにおける最上紙を給紙ローラへ押圧する押圧力と給紙用カセット内の用紙枚数の関係を示したグラフである。
【図７】従来の給紙用カセットにおける最上紙を給紙ローラへ押圧する押圧力と給紙用カセット内の用紙枚数の関係を示したグラフである。
【符号の説明】
１０    カセット本体
１３ａ  底板
２２    押上板
２３    弾性部材（圧縮スプリング）
３０    用紙
３０ａ  用紙
３１    給紙ローラ
６０    弾性体支持部材
６１    支持板部
６２    鍔部
【図１】
0003637742.tif 000002
【図２】
0003637742.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003637742.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003637742.tif 000008