(57)【要約】【課題】消費電力を抑えると共にコストアップを防ぐことのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】上下方向に重ねて配置される複数の給紙カセット３０ａ，３０ｂ，３０ｃの中板１７を上昇させるリフトアップ駆動ギア１２〜１４を、正逆転可能な共通のモータ１の駆動により移動する遊星ギア４の移動軌跡上に配置する。そして、遊星ギア４を移動させる際には共通のモータ１を正転させ、遊星ギア４の位置が複数の給紙カセット３０ａ，３０ｂ，３０ｃの何れかのリフトアップ駆動ギア１２〜１４と噛合する位置にあると判断すると、モータ１を逆転させてリフトアップ駆動ギア１２〜１４と噛合した遊星ギア４を、移動時の回転方向と逆方向に回転させることにより、中板を上昇させる。【選択図】図３
2014114084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートが積載される昇降可能な中板を有し、上下方向に重ねて配置される複数のシート収納手段と、
前記複数のシート収納手段の前記中板を上昇させる正逆転可能な共通の駆動源と、
前記共通の駆動源の駆動により回転するアーム部材及び前記アーム部材の端部に回転自在に支持されて前記アーム部材と一体に移動すると共に、前記共通の駆動源の駆動により回転する移動ギアを有する駆動伝達部と、
前記複数のシート収納手段にそれぞれ設けられ、かつ移動する前記移動ギアと噛合するよう前記移動ギアの移動軌跡上に配置され、噛合した前記移動ギアの、移動時の回転方向と逆方向の回転により前記中板を上昇させる中板ギアと、
前記アーム部材に設けられた被検知部を検知し、前記移動ギアの位置を検知する検知手段と、
前記共通の駆動源の正逆転を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記移動ギアを移動させる際には前記共通の駆動源を正転させ、前記検知手段からの信号に基づいて前記移動ギアの位置が前記複数のシート収納手段の何れかの前記中板ギアと噛合する位置にあると判断すると、前記移動ギアを逆転させて前記中板を上昇させるよう前記共通の駆動源を逆転させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動伝達部には、
前記アーム部材が同軸上に配置され、かつ前記移動ギアと噛合し、前記共通の駆動源により回転する太陽ギアと、
前記アーム部材を、前記共通の駆動源の正転により前記太陽ギアが回転する場合は前記太陽ギアと一体的に回転するように前記太陽ギアと前記アーム部材とを摩擦により連結する連結部材と、
前記太陽ギアが前記共通の駆動源の逆転により前記太陽ギアが回転する場合は前記アーム部材が回転しないように前記アーム部材を規制する規制手段と、が設けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動伝達部には、
前記アーム部材を備えたアームギアと、
前記アームギアが同軸上に配置され、かつ前記移動ギアと噛合し、前記共通の駆動源により回転する太陽ギアと、
前記共通の駆動源と前記アームギアとの間に設けられた第１駆動伝達経路と、
前記共通の駆動源と前記太陽ギアとの間に設けられた第２駆動伝達経路と、
前記共通の駆動源の駆動を、前記共通の駆動源が正転した場合には前記移動ギアを移動させるように前記第１駆動伝達経路に伝達し、前記共通の駆動源が逆転した場合には前記移動ギアを逆転させるように前記第２駆動伝達経路に伝達する切替手段と、
前記第１駆動伝達経路に配され、前記太陽ギアが前記共通の駆動源の逆転により回転する場合は前記アームギアが回転しないように前記アームギアを規制する規制手段と、が設けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記アーム部材に、複数の前記移動ギア及び複数の前記被検知部を、前記アーム部材の回転中心に対してそれぞれ略対称位置に設けたことを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中板ギアが前記中板を上昇させる方向以外には回転しないように、前記中板ギアと前記移動ギアとの間にワンウエイクラッチを設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に画像形成装置本体に複数のシート給送手段を上下方向に重ねて配置するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、普通紙、コート紙、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ）用シート、光沢紙、光沢フィルム等のシートをシート収納手段に収納している。そして、従来の画像形成装置として、シート収納手段を備えたシート給送ユニットを、複数、装置本体下部に概ね水平に、かつ上下方向に重ねて配置するようにしたものがある。これにより、給紙可能枚数を増加することができると共に、異なるサイズのシートを使用することができる。
【０００３】
ここで、上下方向に重ねて配置されるシート給送ユニットのシート収納手段の一例である給紙カセットとして、シートを積載する上下方向に移動可能なシート積載部材としての中板と、中板を上昇させるモータを、それぞれ備えたものがある（特許文献１参照）。そして、複数の給紙カセットのうち、選択された給紙カセットに収納されたシートを給送する場合は、選択された給紙カセットのモータを駆動して中板を上昇させ、中板上に積載されたシートを給紙ローラによるシート給送が可能な位置に移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４６４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような従来の画像形成装置においては、各給紙カセットに対応したモータ及び駆動ユニットが個別に設けられているため、モータを含む駆動伝達ギアやモータ駆動用のケーブルのためのスペースが必要となり、スペース使用効率が悪い。このため、画像形成装置が大型化する。
【０００６】
また、画像形成装置においては、複数の給紙カセットの中板のリフトアップを同時に行う必要はない。しかし、このように中板のリフトアップを同時に行う必要がないにも関わらず、各給紙カセットにモータ及び駆動ユニットを設けるようにすると、消費電力が増加し、特にモータは質量や体積が大きいことから、コストアップにも繋がる。
【０００７】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、消費電力を抑えると共にコストアップを防ぐことのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、画像形成装置において、シートが積載される昇降可能な中板を有し、上下方向に重ねて配置される複数のシート収納手段と、前記複数のシート収納手段の前記中板を上昇させる正逆転可能な共通の駆動源と、前記共通の駆動源の駆動により回転するアーム部材及び前記アーム部材の端部に回転自在に支持されて前記アーム部材と一体に移動すると共に、前記共通の駆動源の駆動により回転する移動ギアを有する駆動伝達部と、前記複数のシート収納手段にそれぞれ設けられ、かつ移動する前記移動ギアと噛合するよう前記移動ギアの移動軌跡上に配置され、噛合した前記移動ギアの、移動時の回転方向と逆方向の回転により前記中板を上昇させる中板ギアと、前記アーム部材に設けられた被検知部を検知し、前記移動ギアの位置を検知する検知手段と、前記共通の駆動源の正逆転を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記移動ギアを移動させる際には前記共通の駆動源を正転させ、前記検知手段からの信号に基づいて前記移動ギアの位置が前記複数のシート収納手段の何れかの前記中板ギアと噛合する位置にあると判断すると、前記移動ギアを逆転させて前記中板を上昇させるよう前記共通の駆動源を逆転させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のように、正逆転可能な共通の駆動源により、移動ギアを移動させて移動ギアの移動軌跡上に配置された中板ギアと噛合させた後、移動ギアを、中板を上昇させる方向に回転させることにより、消費電力を抑えると共にコストアップを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるフルカラーレーザービームプリンタの概略構成を示す図。
【図２】上記フルカラーレーザービームプリンタの斜視図。
【図３】上記フルカラーレーザービームプリンタに設けられたシート給送装置及び昇降機構を説明する図。
【図４】上記昇降機構の構成を説明する図。
【図５】上記昇降機構の動作を説明する図。
【図６】上記フルカラーレーザービームプリンタに設けられた１段目の給紙カセットの中板を上記昇降機構により上昇させるときの状態を説明する図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置に設けられた昇降機構を説明する図。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置に設けられた昇降機構を説明する図。
【図９】上記昇降機構の動作を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるフルカラーレーザービームプリンタの概略構成を示す図であり、図２はその斜視図である。
【００１２】
図１において、５０はフルカラーレーザービームプリンタ（以下、プリンタという）、５１は画像形成装置本体であるプリンタ本体、５２はシートに画像を形成する画像形成部である。画像形成部５２は、４ドラムフルカラー方式のものであり、レーザスキャナ５５と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー画像を形成する４個のプロセスカートリッジ５６を備えている。ここで、各プロセスカートリッジ５６は、感光体ドラム５７、帯電手段である帯電器５８、現像手段である現像器５９を備えている。また、プロセスカートリッジ５６の上方には中間転写ユニット６０が配置されている。
【００１３】
中間転写ユニット６０は、駆動ローラ６１及びテンションローラ６２に巻き掛けられた中間転写ベルト６３と、中間転写ベルト６３の内側に設けられ、感光体ドラム５７に対向した位置で中間転写ベルト６３に当接する１次転写ローラ６４を備えている。ここで、中間転写ベルト６３は、フィルム状部材で構成されると共に各感光体ドラム５７に接するように配置され、不図示の駆動部により駆動される駆動ローラ６１により矢印方向に回転する。
【００１４】
この中間転写ベルト６３に１次転写ローラ６４によって正極性の転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム上の負極性を持つ各色トナー像が順次中間転写ベルト６３に転写される。中間転写ユニット６０の駆動ローラ６１と対向する位置には、中間転写ベルト上に形成されたカラー画像をシートＰに転写する２次転写部を構成する２次転写ローラ６５が設けられている。さらに、この２次転写ローラ６５の上部に定着部７０が配置され、この定着部７０の上部には排出ローラ対８０及び両面反転部８１が配置されている。この両面反転部８１には、一面に画像が形成されたシートを再度、画像形成部５２に搬送する再搬送通路Ｒ等が設けられている。
【００１５】
また、図１において、プリンタ本体５１には、下側にそれぞれ給紙カセットを備えた複数のシート給送ユニットが上下に配置されている。そして、３０Ａはプリンタ本体５１の下部に設けられた本体側給紙カセット、３０ａ，３０ｂ，３０ｃはプリンタ本体５１の下方に複数段、本実施の形態においては、３段重ねて設けられた給紙カセットである。そして、本体側給紙カセット３０Ａ及び３段の給紙カセット３０ａ，３０ｂ，３０ｃには、それぞれシートＰを給送するシート給送装置５３が設けられている。
【００１６】
次に、このように構成されたプリンタ５０の画像形成動作について説明する。まず、不図示のパソコン等から画像情報が入力されると、画像形成部５２では、各プロセスカートリッジ５６の感光体ドラム表面をレーザスキャナ５５から射出されたイエロー、マゼンタ、シアン及びブラック成分色の画像情報に対応するレーザ光により走査する。これにより、帯電器５８によって表面が所定の極性・電位に一様に帯電されている感光体ドラム５７の表面が順次露光され、各プロセスカートリッジ５６の感光体ドラム上に、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの静電潜像が順次形成される。
【００１７】
この後、この静電潜像を、現像器５９により、トナーカートリッジ５４にそれぞれ格納されているイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色トナーを用いて現像して可視化する。そして、各感光体ドラム上の各色トナー像を１次転写ローラ６４に印加した１次転写バイアスにより、中間転写ベルト６３に順次重ね合わせて転写する。この結果、中間転写ベルト６３上にトナー画像が形成される。
【００１８】
また、このトナー画像形成動作に並行して、本体側給紙カセット３０Ａ又は給紙カセット３０ａ，３０ｂ，３０ｃに収納されているシートＰがシート給送装置５３により送り出され、送り出されたシートＰはレジストレーションローラ対６６まで搬送される。そして、シートＰはレジストレーションローラ対６６により斜行が補正されて、２次転写部まで搬送され、この後、２次転写部にて、２次転写ローラ６５に印加した２次転写バイアスにより、トナー像がシートＰ上に一括して転写される。
【００１９】
次に、トナー像が転写されたシートＰは、定着部７０に搬送され、定着部７０において熱及び圧力を受けて各色のトナーが溶融混色することにより、トナー像がシートＰにカラー画像として定着される。この後、カラー画像が定着されたシートＰは、定着部７０の下流に設けられた排出ローラ対８０によって積載部８３に積載される。また、シートＰの両面に画像を形成する場合、片面に画像が形成されたシートＰは、定着部７０を通過した後、排出ローラ対８０の逆転により反転して再搬送通路Ｒに搬送された後、再びレジストレーションローラ対６６へと搬送される。そして、再度裏面に対する画像形成及び定着がなされた後、排出ローラ対８０によって積載部８３上に積載される。
【００２０】
ところで、シート給送装置５３は、図３に示すように、シート収納手段である給紙カセット３０ａ〜３０ｃのカセット本体１８に対して上下方向に回動自在に設けられ、シートを積載する中板１７に積載されたシートを送り出す給紙ローラ２１を備えている。また、シート給送装置５３は、シート給送手段である給紙ローラ２１により送り出されたシートを１枚ずつ分離する分離ローラ対２２、分離ローラ対２２により１枚ずつ分離されたシートを搬送する搬送ローラ対２３を備えている。
【００２１】
なお、図３において、１９は中板１７上に積載されたシートの最上位シートの高さを検知するための紙面検知センサフラグ、２０は紙面検知センサフラグ１９を検知する紙面検知フォトセンサである。また、図３において、１は中板１７を上昇させる共通の駆動源である正逆転可能なモータ、１Ａはモータ１からの駆動を昇降可能な中板１７に伝達して中板１７を昇降させる駆動伝達部である昇降機構である。なお、これらモータ１及び昇降機構１Ａは、プリンタ本体５１に設けられている。
【００２２】
そして、本実施の形態においては、この昇降機構１Ａによって３段の給紙カセット３０の中板１７にモータ１からの駆動を選択的に伝達することにより、中板１７を上昇させる。この昇降機構１Ａは、モータ１の駆動を伝達する駆動伝達ギア２と、駆動伝達ギア２から駆動伝達される太陽ギア３と、駆動ギアである太陽ギア３から駆動伝達される移動ギアである遊星ギア４を備えている。
【００２３】
また、昇降機構１Ａは、一番上の１段目の給紙カセット３０ａの中板１７を昇降させる扇形ギア１６を、アイドラギア１２ａ，１２ｂを介して回転させる第１リフトアップ駆動ギア１２を備えている。また、昇降機構１Ａは、２段目の給紙カセット３０ｂの中板１７を昇降させる扇形ギア１６と噛合する第２リフトアップ駆動ギア１３を備えている。さらに、昇降機構１Ａは、一番下の３段目の給紙カセット３０ｃに設けられ、３段目の給紙カセット３０ｃの中板１７を昇降させる扇形ギア１６を、アイドラギア１４ａ，１４ｂを介して回転させる第３リフトアップ駆動ギア１４を備えている。
【００２４】
ここで、図４に示すように、太陽ギア３の軸３ａの同軸上にはアーム部材である揺動アーム５が回転可能に設けられており、揺動アーム５と太陽ギア３との間には、太陽ギア３と揺動アーム５とを摩擦により連結させる連結部材であるバネ６が設けられている。そして、太陽ギア３と揺動アーム５とをバネ６によって連結することにより、太陽ギア３がＣＷ方向（時計回りの方向）に回転すると、揺動アーム５は太陽ギア３と一体的にＣＷ方向に回転する。なお、揺動アーム５は、太陽ギア３の軸３ａの同軸上に設けられると共に、ラチェットバネ８を備えた規制手段であるラチェット７により、ＣＣＷ方向（反時計回りの方向）の回転が規制されている。つまり、揺動アーム５は、太陽ギア３と一体的にＣＷ方向には回転するが、ラチェット７により、ＣＣＷ方向の回転は規制される。
【００２５】
さらに、揺動アーム５の先端部（回転端部）には、移動ギアである遊星ギア４が回転自在に支持されており、後述するように揺動アーム５が回転すると、揺動アーム５と共に遊星ギア４が移動して第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４の１つと噛合する。なお、本実施の形態においては、遊星ギア４を第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４の１つと噛合する位置に移動させる際にはモータ１を正転させ、遊星ギア４が第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４の１つと噛合すると、モータ１を逆転させる。
【００２６】
そして、第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４の１つと噛合した状態で遊星ギア４が回転すると、遊星ギア４と噛合した第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４が回転し、中板１７が上昇する。なお、第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４には、それぞれ第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４をリフトアップ方向以外には回転させないためのワンウエイクラッチ１５が設けられている。
【００２７】
また、図４において、９は揺動アーム５と一体で構成される被検知部であるエンコーダ、１０はエンコーダ９に設けられ、揺動アーム５の位置を検出するためのスリット、１１はスリット１０を光学的に検知する検知手段であるフォトセンサである。エンコーダ９は扇形を有しており、スリット１０はエンコーダ９の外周部分に３ヶ所設けられている。なお、それぞれのスリット１０の位置は、遊星ギア４が第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４と噛合する位置に該当している。つまり、フォトセンサ１１がスリット１０を検知したとき、遊星ギア４は中板ギアである第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４の何れかと噛合する位置にあることになる。
【００２８】
また、図３において、２４は制御手段であるコントローラであり、このコントローラ２４は、プリンタ本体５１に設けられると共に、フォトセンサ１１からの信号に基づき、エンコーダ９と一体の揺動アーム５の位置を検知する。そして、コントローラ２４は、揺動アーム５の位置を検知することにより、遊星ギア４が第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４のどのギアと噛合する位置にあるかを判断する。さらに、コントローラ２４は、遊星ギア４が第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４の１つと噛合する位置にあると判断すると、モータ１を逆転させ、中板１７を上昇させる。
【００２９】
次に、このように構成された昇降機構１Ａを備えたフルカラーレーザービームプリンタ５０のシート給送動作について説明する。例えば、不図示の操作部から、コントローラ２４に対して１段目の給紙カセット３０ａに収納されているシートを給送する指示が出力されると、コントローラ２４はモータ１を正転させ、太陽ギア３を図４の矢印で示すＣＷ方向（時計回りの方向）に回転させる。
【００３０】
ここで、既述したように太陽ギア３と揺動アーム５はバネ６によって連結されているため、太陽ギア３がＣＷ方向に回転すると、揺動アーム５は太陽ギア３と連れ回ってＣＷ方向に回転する。このとき、揺動アーム５に設けられたラチェット部は予め回転止めされているラチェット７に対して歯跳びする方向に回転するため、揺動アーム５はＣＷ方向に回転可能である。揺動アーム５が回転すると、揺動アーム５に回転可能に軸支され、太陽ギア３と噛合する遊星ギア４も太陽ギア３に対してＣＷ方向に移動（公転）しながらＣＣＷ方向（反時計回りの方向）に回転（自転）する。なお、遊星ギア４は、太陽ギア３の周りを一周移動することができるように高さ方向の配慮がなされて配置されている。
【００３１】
また、第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４は、遊星ギア４の移動軌跡上に配置され、第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４には中板１７上に積載された積載シートの重量等の大きな駆動負荷が掛かっている。このため、太陽ギア３に対してＣＷ方向に移動しながらＣＣＷ方向に回転する遊星ギア４は、第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４を通過する際にはＣＣＷ方向に空転する。
【００３２】
なお、遊星ギア４が第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４を通過する際、ギアの歯同士が衝突する場合がある。しかし、この場合、バネ６により太陽ギア３と連結している揺動アーム５がバネ６によって滑りながら太陽ギア３よりも遅れて回転するので、遊星ギア４はＣＣＷ方向に空転しながら第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４を通過することができる。
【００３３】
ここで、太陽ギア３がＣＷ方向に回転すると、図５の（ａ）に示すように、揺動アーム５と一体であるエンコーダ９がＣＷ方向に回転するが、エンコーダ９の回転位置を、フォトセンサ１１を介してコントローラ２４が監視している。なお、エンコーダ９が、太陽ギア３が半周回転する時間以上フォトセンサ１１を遮断しない位置にあるとき、太陽ギア３が半周回転する時間が経過してもフォトセンサ１１がエンコーダ９を検知しない。この場合、コントローラ２４は、遊星ギア４が第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４の何れかと噛合する位置にあるかを識別するための給紙カセット識別を初期化する。つまり、コントローラ２４は、揺動アーム５が回転を開始してから、太陽ギア３が半周回転する時間が経過してもフォトセンサ１１が遮光されない場合は、給紙カセット識別を初期化する。
【００３４】
次に、回転するエンコーダ９がフォトセンサ１１を遮断し、この後、図５の（ｂ）に示すように、フォトセンサ１１がスリット１０を検知すると、フォトセンサ１１は最初の検知信号をコントローラ２４に出力する。そして、コントローラ２４は、このフォトセンサ１１からの最初の検知信号に基づき、遊星ギア４が３段目の給紙カセットの第３リフトアップ駆動ギア１４と噛合する位置に達したと判断する。
【００３５】
さらに、フォトセンサ１１から２回目の検知信号が入力されると、コントローラ２４は、遊星ギア４が図５の（ｃ）に示すように２段目給紙カセットの第２リフトアップ駆動ギア１３と噛合する位置に達したと判断する。また、フォトセンサ１１から３回目の検知信号が入力されると、コントローラ２４は、遊星ギア４が図５の（ｄ）に示すように１段目給紙カセットの第１リフトアップ駆動ギア１２と噛合する位置に達したと判断する。そして、このように遊星ギア４が、選択された給紙カセットのリフトアップ駆動ギア１２〜１４と噛合う位置に達したと判断すると、モータ１の回転を停止する。
【００３６】
ここで、１段目の給紙カセット３０ａに収納されているシートを給送する場合、コントローラ２４は、図５の（ｄ）に示すスリット１０を検知したエンコーダ９からの３回目の検知信号に基づいてモータ１の回転を一旦停止させる。これにより、図６に示すように遊星ギア４が１段目の給紙カセット３０ａの第１リフトアップ駆動ギア１２と噛合する位置で停止する。
【００３７】
次に、コントローラ２４は、モータ１を逆転させる。モータ１が逆転すると、駆動伝達ギア２を通じて太陽ギア３がＣＣＷ方向に回転するが、このとき揺動アーム５はラチェット７にロックされるためＣＣＷ方向には回転できない。これにより、揺動アーム５に支持されている遊星ギア４は、その場で、移動時と逆方向の回転方向であるＣＷ方向に回転し、第１リフトアップ駆動ギア１２に駆動を伝達する。なお、このとき遊星ギア４はリフトアップ駆動ギア１２からＣＣＷ方向に移動する方向に駆動反力を受けるが、揺動アーム５がロックされているため、遊星ギア４は駆動反力を受けても駆動を伝達することができる。
【００３８】
遊星ギア４から第１リフトアップ駆動ギア１２に伝達された駆動は、アイドラギア１２ａ，１２ｂを介して１段目の給紙カセット３０ａに設けられた扇形ギア１６に伝わり、扇形ギア１６は回動軸１６ａを中心にＣＷ方向にゆっくり回転する。この扇形ギア１６には、中板１７の下方に配置されているＬ字形部材が一体に設けられているため、扇形ギア１６が回転すると、中板１７はＬ字形部材によりＣＷ方向に押し上げられて上方回動する。なお、中板１７がモータ１の駆動により上方回動を始めてから、中板１７上の最上位シートＰａが回動可能な紙面検知センサフラグ１９を押し上げて、紙面検知フォトセンサ２０に検知されると、コントローラ２４はモータ１の駆動を停止する。
【００３９】
次に、コントローラ２４が給紙命令信号を出力すると、不図示の別駆動源からの駆動伝達により給紙ローラ２１が回転し、最上位シートＰａが送り出される。なお、給紙ローラ２１により送り出されたシートＰａは、分離ローラ対２２により１枚ずつ分離されてから搬送ローラ対２３によって画像形成部５２に搬送される。この後、複数枚のシートＰが給送されると、最上位シートＰａの紙面高さが低くなり、これに伴い紙面検知センサフラグ１９が下降し、紙面検知フォトセンサ２０を遮光しなくなる。この場合、コントローラ２４は、再度モータ１を逆転回転させて扇形ギア１６を回転させ、中板１７を上方回動させることにより、最上位シートＰａの紙面高さを常に給紙に最適な高さに保つ。
【００４０】
ここで、１段目の給紙カセット３０ａのシートが残っているときでも他の給紙カセット、例えば３段目の給紙カセット３０ｃからのシートの給送が指示される場合がある。この場合、コントローラ２４は、モータ１を正転させ、給紙カセットの選択動作に移る。なお、既述したように各給紙カセット３０ａ〜３０ｃの第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４にはワンウエイクラッチ１５が設けられている。このため、扇形ギア１６は中板１７をリフトアップさせるＣＷ方向には回転可能であるが、中板１７が下がるＣＣＷ方向には回転しない。
【００４１】
したがって、モータ１の正転により揺動アーム５が回転して遊星ギア４の第１リフトアップ駆動ギア１２に対する駆動伝達が解除されても、１段目の給紙カセット３０ａの中板１７が下降することはない。これにより、再度、１段目の給紙カセット３０ａからのシートの給送が指示された場合でも、中板１７をホームポジションからリフトアップする必要はなく、すぐにリフトアップを開始できる。この結果、シート給送開始のタイミングを早くすることができる。
【００４２】
なお、給紙カセット３０ａ〜３０ｃのシートＰが無くなった場合は、ユーザが給紙カセット３０ａ〜３０ｃを、プリンタ本体５１から、図６におけるシート給送方向と直交する奥行き方向の奥側に引き出す。このとき、扇形ギア１６は給紙カセット３０ａ〜３０ｃに設けられているので、プリンタ本体５１側に設けられているアイドラギア１２ｂとの噛合が外れる。これにより、中板１７は自重によってホームポジションに降下する。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態では、１つの共通のモータ１の正逆回転の切替によってシートを給送する給紙カセット３０ａ〜３０ｃの中板１７を選択的にリフトアップすることができる。これにより、モータ１のケーブル処理がシンプルになってスペース使用効率が向上し、かつモータを１つしか使用しないため消費電力も抑えられると共に、質量的にも軽量化でき、コストダウンも可能となる。
【００４４】
つまり、本実施の形態のように、正逆転可能な共通のモータ１により、遊星ギア４を移動させて第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４と噛合させた後、遊星ギア４を逆転させることにより、消費電力を抑えると共にコストアップを防ぐことができる。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図７は、本実施の形態に係る画像形成装置に設けられた昇降機構を説明する図である。なお、図７において、既述した図４と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００４６】
図７において、５Ａは太陽ギア３の軸３ａを中心として太陽ギア３と一体的に回転する揺動アームであり、この揺動アーム５Ａの両端部に遊星ギア４が回転自在に支持されている。つまり、本実施の形態においては、２つの遊星ギア４が太陽ギア３を中心として略対称位置に設けられている。また、９Ａ，９Ｂは、揺動アーム５と一体に、かつ太陽ギア３を中心として略対称位置に配置されたエンコーダであり、このエンコーダ９Ａ，９Ｂの外周部には揺動アーム５Ａの複数位置を検出するためのスリット１０が形成されている。
【００４７】
次に、このように構成された昇降機構１Ａを備えた画像形成装置のシート給送動作について説明する。例えば、不図示の操作部から、コントローラ２４に対して１段目の給紙カセット３０ａに収納されているシートを給送する指示が出力されると、コントローラ２４はモータ１を正転させ、太陽ギア３を図７の（ａ）で示すＣＷ方向に回転させる。ここで、太陽ギア３と揺動アーム５Ａは、既述した図４に示すバネ６により連結されているため、太陽ギア３が回転すると、揺動アーム５Ａは太陽ギア３と連れ回ってＣＷ方向に回転する。このとき揺動アーム５Ａに設けられたラチェット部は予め回転止めされている既述した図４に示すラチェット７に対して歯跳びする方向に回転するため、揺動アーム５ＡはＣＷ方向に回転可能である。
【００４８】
また、揺動アーム５Ａが回転すると、揺動アーム５Ａに回転可能に軸支された２個の遊星ギア４も太陽ギア３に対してＣＷ方向に移動しながらＣＣＷ方向に回転する。ここで、太陽ギア３がＣＷ方向に回転すると、揺動アーム５Ａと一体であるエンコーダ９Ａ，９ＢがＣＷ方向に回転し、その回転位置を、フォトセンサ１１を介してコントローラ２４が監視している。
【００４９】
なお、本実施の形態において、エンコーダ９Ａ，９Ｂが、太陽ギア３が１／１０周回転する時間以上フォトセンサ１１を遮断しない位置にあるとき、太陽ギア３が１／１０周回転する時間が経過してもフォトセンサ１１がエンコーダ９を検知しない。この場合、コントローラ２４は、遊星ギア４が第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４の何れかと噛合する位置にあるかを識別するための給紙カセット識別を初期化する。つまり、コントローラ２４は、揺動アーム５Ａが回転を開始してから、太陽ギア３が１／１０周回転する時間が経過してもフォトセンサ１１が遮光されない場合は、給紙カセット識別を初期化する。
【００５０】
次に、回転するエンコーダ９Ａ，９Ｂがフォトセンサ１１を遮断し、この後、図７の（ｂ）に示すように、フォトセンサ１１がスリット１０を検知すると、フォトセンサ１１は最初の検知信号をコントローラ２４に出力する。そして、コントローラ２４は、このフォトセンサ１１からの最初の検知信号に基づき、遊星ギア４が３段目給紙カセットの第３リフトアップ駆動ギア１４と噛合する位置に達したと判断する。
【００５１】
さらに、フォトセンサ１１から２回目の検知信号が入力されると、コントローラ２４は、遊星ギア４が２段目給紙カセットの第２リフトアップ駆動ギア１３と噛合する位置に達したと判断する。また、フォトセンサ１１から３回目の検知信号が入力されると、コントローラ２４は、遊星ギア４が１段目給紙カセットの第１リフトアップ駆動ギア１２と噛合する位置に達したと判断する。そして、このように遊星ギア４が、選択された給紙カセットのリフトアップ駆動ギア１２〜１４と噛合う位置に達したと判断すると、モータ１の回転を停止する。
【００５２】
ここで、１段目の給紙カセット３０ａに収納されているシートを給送する場合、コントローラ２４は、スリット１０を検知したエンコーダ９からの３回目の検知信号に基づいてモータ１の回転を一旦停止させる。これにより、図７の（ａ）に示す、遊星ギア４が１段目の給紙カセット３０ａの第１リフトアップ駆動ギア１２と噛合する位置で停止する。
【００５３】
次に、コントローラ２４は、モータ１を逆転させて遊星ギア４をＣＷ方向に回転させ、第１リフトアップ駆動ギア１２に駆動を伝達する。そして、遊星ギア４から第１リフトアップ駆動ギア１２に伝達された駆動は、アイドラギア１２ａ，１２ｂを介して１段目の給紙カセット３０ａに設けられた扇形ギア１６に伝わり、中板１７が上昇する。この後、中板１７上の最上位シートＰａが回動可能な紙面検知センサフラグ１９を押し上げて、紙面検知フォトセンサ２０に検知されると、コントローラ２４はモータ１の駆動を停止する。
【００５４】
なお、１段目の給紙カセット３０ａのシートが残っているときでも他の給紙カセット、例えば３段目の給紙カセット３０ｃからのシートの給送が指示される場合がある。この場合、コントローラ２４は、モータ１を再度正転させことによって太陽ギア３をＣＷ方向に回転させる。これにより、太陽ギア３と共に回転する揺動アーム５Ａは、フォトセンサ１１の遮断を解除した後、再びフォトセンサ１１を遮断し、図７の（ｂ）に示す３段目の給紙カセットの第３リフトアップ駆動ギア１４と噛合する位置に移動する。
【００５５】
なお、本実施の形態において、揺動アーム５Ａが、遊星ギア４が１段目の給紙カセット３０ａの第１リフトアップ駆動ギア１２と噛合する位置から３段目の給紙カセットの第３リフトアップ駆動ギア１４と噛合する位置に移動するまでの回転角度は６０度である。つまり、本実施の形態のように、揺動アーム５Ａに遊星ギア４とエンコーダ９Ａ，９Ｂを２個ずつ略対称位置に設けることにより、最も時間がかかる１段目から３段目の給紙カセットへの切換に必要な揺動アーム５の回転角度を６０度にすることができる。この結果、切換に最も時間が掛かる給紙カセットを選択した場合の太陽ギア３の回転時間が、遊星ギア４が１個の場合に比べて１／２となる。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態のように、揺動アーム５Ａに遊星ギア４とエンコーダ９Ａ，９Ｂを２個ずつ略対称位置に設けることにより、切換に最も時間が掛かる給紙カセットを選択した場合の太陽ギア３の回転時間を短縮することができる。これにより、給紙カセットの選択時間を短縮でき、またモータ１を駆動させる消費電力も削減できる。なお、本実施の形態では、揺動アーム５Ａの回転中心に対して略対称位置に遊星ギア４とエンコーダ９Ａ，９Ｂを各２個設けているが、例えば３個以上の遊星ギアとエンコーダを設けても良い。
【００５７】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図８は、本実施の形態に係る画像形成装置に設けられた昇降機構を説明する図である。なお、図８において、既述した図７と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００５８】
図８において、２８は太陽ギア３と同軸上に構成されると共に、エンコーダ９Ｃを一体に設けた揺動アーム５を備えた揺動アームギアであり、遊星ギア４は太陽ギア３を中心として略対称位置に、かつ回転可能に軸支される。２５はモータ１の正逆転により揺動する振り子ギア、２６は揺動した振り子ギア２５に選択的に噛合する傘歯ギア、２７は傘歯ギア２６の回転に伴って回転するウオームギアである。なお、本実施の形態において、傘歯ギア２６及びウオームギア２７は、モータ１と揺動アームギア２８との間に設けられた第１駆動伝達経路を構成し、駆動伝達ギア２は、モータ１と太陽ギア３との間に設けられた第２駆動伝達経路を構成する。
【００５９】
次に、このように構成された昇降機構１Ａを備えた画像形成装置のシート給送動作について説明する。例えば、不図示の操作部から、コントローラ２４に対して１段目の給紙カセット３０ａに収納されているシートを給送する指示が出力されると、コントローラ２４はモータ１を正転させる。これにより、振り子ギア２５が図８に示す上方向に揺動して傘歯ギア２６と噛合し、モータ１の駆動は傘歯ギア２６及びウオームギア２７を伝達されて揺動アームギア２８をＣＷ方向に回転させる。つまり、モータ１が正転すると、第１駆動伝達経路を介して揺動アームギア２８がＣＷ方向に回転する。なお、振り子ギア２５が上方向に揺動すると、振り子ギア２５と駆動伝達ギア２との噛合が解除されるので、太陽ギア３にはモータ１からの駆動は伝達されない。
【００６０】
揺動アームギア２８がＣＷ方向に回転すると、遊星ギア４は太陽ギア３を中心にＣＷ方向に移動するが、このとき太陽ギア３は駆動伝達ギア２と共にモータ１からの駆動伝達が外れていることから駆動負荷が無い。このため、太陽ギア３が空転し、遊星ギア４は回転しない。また、遊星ギア４が第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４を通過する際、第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４には中板１７上に積載された積載シートの重量等の大きな駆動負荷が掛かっている。このため、遊星ギア４が第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４を通過する際には遊星ギア４はＣＣＷ方向に空転する。
【００６１】
ここで、揺動アームギア２８がＣＷ方向に回転すると、揺動アームギア２８と一体であるエンコーダ９ＣがＣＷ方向に回転し、その回転位置を、フォトセンサ１１を介してコントローラ２４が監視している。なお、本実施の形態において、エンコーダ９Ｃが、太陽ギア３が１／１０周回転する時間以上フォトセンサ１１を遮断しない位置にあるとき、太陽ギア３が半周回転する時間が経過してもフォトセンサ１１がエンコーダ９を検知しない。この場合、コントローラ２４は、遊星ギア４が第１〜第３リフトアップ駆動ギア１２〜１４の何れかと噛合する位置にあるかを識別するための給紙カセット識別を初期化する。つまり、コントローラ２４は、揺動アームギア２８が回転を開始してから、太陽ギア３が１／１０周回転する時間が経過してもフォトセンサ１１が遮光されない場合は、給紙カセット識別を初期化する。
【００６２】
次に、回転するエンコーダ９Ｃがフォトセンサ１１を遮断し、この後、フォトセンサ１１がスリット１０を検知すると、フォトセンサ１１は最初の検知信号をコントローラ２４に出力する。そして、コントローラ２４は、このフォトセンサ１１からの最初の検知信号に基づき、遊星ギア４が３段目給紙カセットの第３リフトアップ駆動ギア１４と噛合する位置に達したと判断する。
【００６３】
さらに、フォトセンサ１１から２回目の検知信号が入力されると、コントローラ２４は、遊星ギア４が２段目給紙カセットの第２リフトアップ駆動ギア１３と噛合する位置に達したと判断する。また、フォトセンサ１１から３回目の検知信号が入力されると、コントローラ２４は、遊星ギア４が１段目給紙カセットの第１リフトアップ駆動ギア１２と噛合する位置に達したと判断する。そして、このように遊星ギア４が、選択された給紙カセットのリフトアップ駆動ギア１２〜１４と噛合う位置に達したと判断すると、モータ１の回転を停止する。
【００６４】
ここで、１段目の給紙カセット３０ａに収納されているシートを給送する場合、コントローラ２４は、スリット１０を検知したエンコーダ９Ｃからの３回目の検知信号に基づいてモータ１の回転を一旦停止させる。これにより、遊星ギア４が１段目の給紙カセット３０ａの第１リフトアップ駆動ギア１２と噛合する位置で停止する。
【００６５】
次に、コントローラ２４は、モータ１を逆転させる。モータ１が逆転すると、図９に示すように、振り子ギア２５が下方向に揺動する。そして、振り子ギア２５が下方向に揺動すると、振り子ギア２５と駆動伝達ギア２とが噛合し、駆動伝達ギア２を介して太陽ギア３にモータ１からの駆動が伝達される。つまり、モータ１が逆転すると、第２駆動伝達経路を介して太陽ギア３が図９で示すＣＷ方向に回転する。なお、振り子ギア２５が下方向に揺動すると、振り子ギア２５と傘歯ギア２６との噛合が解除されるので、モータ１の駆動はウオームギア２７に伝達されず、ウオームギア２７は回転しない。
【００６６】
このようにウオームギア２７が回転しない場合、ウオームギア２７は揺動アームギア２８の駆動負荷となる。このため、太陽ギア３がＣＷ方向に回転する際、遊星ギア４を介して揺動アームギア２８にＣＷ方向に回転する力が作用しても揺動アームギア２８は回転することができない。つまり、本実施の形態において、第１駆動伝達経路を構成するウオームギア２７は、揺動アームギア２８の回転を規制する規制手段を兼ねている。この結果、遊星ギア４は、ＣＷ方向に回転する太陽ギア３により、駆動伝達されてＣＣＷ方向に回転し、第１リフトアップ駆動ギア１２に駆動を伝達する。これにより、中板１７が上方回動する。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態では、選択された給紙カセットのリフトアップ駆動ギア１２〜１４と遊星ギア４を噛合させる際には、モータ１を正転させ、第１駆動伝達経路を介して揺動アームギア２８をＣＷ方向に回転させるようにしている。また、中板１７を上昇させる際には、モータ１を逆転させ、第２駆動伝達経路を介して太陽ギア３をＣＷ方向に回転させるようにしている。そして、このようにモータ１の正逆転により、給紙カセットを選択する場合と、中板をリフトアップする場合の駆動伝達系を分けることによって、確実な駆動伝達を実現することができ、信頼性の高いシートの給送が可能になる。
【符号の説明】
【００６８】
１…モータ、１Ａ…昇降機構、２…駆動伝達ギア、３…太陽ギア、４…遊星ギア、５，５Ａ…揺動アーム、６…バネ、７…ラチェット、９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ…エンコーダ、１１…フォトセンサ、１２〜１４…第１〜第３リフトアップ駆動ギア、１５…ワンウエイクラッチ、１７…中板、２１…給紙ローラ、２４…コントローラ、２５…振り子ギア、２６…傘歯ギア、２７…ウオームギア、２８…揺動アームギア、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ…給紙カセット、５０…フルカラーレーザービームプリンタ、５１…プリンタ本体、５２…画像形成部、５３…シート給送装置、Ｐ…シート
【図１】
2014114084.tif 000003
【図２】
2014114084.tif 000004
【図３】
2014114084.tif 000005
【図４】
2014114084.tif 000006
【図５】
2014114084.tif 000007
【図６】
2014114084.tif 000008
【図７】
2014114084.tif 000009
【図８】
2014114084.tif 000010
【図９】
2014114084.tif 000011