(57)【要約】【課題】より簡易な機構でサイズ誤検知を発生させることなく、小型化を実現したサイズ検知機構を持つ給紙装置を提供すること。【解決手段】本発明は、装置本体に着脱可能で、複数サイズの用紙を積載可能な用紙積載手段を備えた給紙装置において、装置本体に、複数の押圧されることで電気的信号を発生するスイッチを備え、前記用紙積載手段に、用紙サイズに応じて用紙横端若しくは後端部をガイドする可動ガイド手段と、前記装置本体側に具備されたスイッチと接触可能であり、前記ガイド手段と一体化された、若しくは同期して可動する接触板と、前記装置本体側に具備されたスイッチに対し前記接触板を押圧する加圧機構と、を備え、前記複数のスイッチからの電気信号の組み合わせにより用紙サイズを検知することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体に着脱可能で、複数サイズの用紙を積載可能な用紙積載手段を備えた給紙装置において、
装置本体に、複数の押圧されることで電気的信号を発生するスイッチを備え、前記用紙積載手段に、用紙サイズに応じて用紙横端若しくは後端部をガイドする可動ガイド手段と、前記装置本体側に具備されたスイッチと接触可能であり、前記ガイド手段と一体化された、若しくは同期して可動する接触板と、前記装置本体側に具備されたスイッチに対し前記接触板を押圧する加圧機構と、を備え、前記複数のスイッチからの電気信号の組み合わせにより用紙サイズを検知することを特徴とする給紙装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置に用いられる給紙装置における原稿及び用紙のサイズを検出するためのサイズ検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンタやレーザービームプリンタ等の画像形成装置の給紙機構においては、給紙カセット等の本体に着脱可能な用紙積載装置が設けられており、これらの用紙積載装置ではユーザーが様々なサイズの用紙を使用できる構成になっている。このような多様なサイズの用紙に対して、用紙サイズに応じた画像を形成するには用紙サイズを検出し、装置本体の制御部分が画像形成領域や記録タイミングを認識する必要がある。
【０００３】
このような用紙のサイズを検出する装置としては、例えば用紙の一側端や後端をガイドするガイド部材を可動自在に設け、可動ガイド部材を用紙サイズに応じて移動させて、可動ガイド部材の移動位置を検出することによりサイズを検知している。
【０００４】
更に、可動ガイド部材の移動位置を検出する手段としては、使用する用紙が定形サイズであれば、その定形サイズに応じた位置にマイクロスイッチ、リードスイッチ等の検出センサを設けるか、可動ガイド部材と一体化若しくは同期して可動する、スイッチに接触してスイッチのＯＮ／ＯＦＦを行う接触板を設けて複数のスイッチを動作させ、そのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせによりサイズを検知する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−０３４５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、装置の小型化やコスト低減のため、サイズ検知機構にはより一層の小型化、そして、機構簡易化による部品点数削減が望まれている。サイズ検知機構の小型化には非常に小型のマイクロスイッチを使用する必要があるが、このような小型のマイクロスイッチでは、スイッチ作動部分の可動範囲が数ｍｍ程度と非常に小さなものになる。このため、マイクロスイッチが配置された基板やスイッチを動作させる接触板の位置精度と部品精度によっては、接触板がマイクロスイッチを押すことができず、サイズ誤検知が生じることがある。特に、着脱可能な用紙積載手段を持つ記録装置においては、マイクロスイッチは装置本体側に設けられ、スイッチを動作させる接触板は用紙積載手段に設けられているため、マイクロスイッチと接触板の位置関係に誤差が生じ易く、前記問題点の発生が懸念される。
【０００７】
又、装置本体の設置状態によっては、装置自体の捩れ、撓み等によりセンサと前記可動ガイドの位置関係が設計値通りにならず、同様に誤検知の原因となることがある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑み、より簡易な機構でサイズ誤検知を発生させることなく、小型化を実現したサイズ検知機構を持つ給紙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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、装置本体に着脱可能で、複数サイズの用紙を積載可能な用紙積載手段を備えた給紙装置において、装置本体に、複数の押圧されることで電気的信号を発生するスイッチを備え、前記用紙積載手段に、用紙サイズに応じて用紙横端若しくは後端部をガイドする可動ガイド手段と、前記装置本体側に具備されたスイッチと接触可能であり、前記ガイド手段と一体化された、若しくは同期して可動する接触板と、前記装置本体側に具備されたスイッチに対し前記接触板を押圧する加圧機構と、を備え、前記複数のスイッチからの電気信号の組み合わせにより用紙サイズを検知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、サイズ検知機構は位置精度や部品精度の誤差をバネや弾性体等の簡易な機構で吸収する構成であり、小型且つ低コストで確実に用紙サイズの判別を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
以下に本発明による給紙機構を用いたインクジェットプリンタについて詳細に説明する。図２は本発明におけるインクジェットプリンタのレイアウト図である。
【００１３】
インクジェットプリンタ１は、給紙装置１００と、外装カバー２と、外ガイド３ａ、内ガイド３ｂ、レジストローラ対４、印字ヘッド５、プラテン６、排紙ローラ対７、排紙トレイ８等により構成される。
【００１４】
給紙装置１００は、用紙を積載する用紙積載手段である給紙カセット１１０と、用紙供給手段であるスイングアーム１２０と、複数の用紙が搬送されたときに最上面の用紙のみに分離する分離手段である分離板１３０と、スイングアーム１２０、レジストローラ対４及び排紙ローラ対７等を駆動する図示しないモータ及びギア列等により構成される。又、給紙カセット１１０は、給紙装置１００より着脱可能になっており、ユーザーにより用紙を積載された後、給紙機構１００にセットされる構成になっている。
【００１５】
外装カバー２は、給紙装置１００を含むインクジェットプリンタ１全体を覆うように形成されている。外ガイド３ａは、給紙装置１００より搬送された用紙が次工程に搬送される際の案内部材である。本実施の形態の場合、搬送された用紙はいわゆるＵターンして画像形成手段である印字ヘッド５に搬送されるが、Ｕターンの際に用紙が通過する外側の搬送路を規制し、次工程へ円滑に案内する。内ガイド３ｂは、外ガイド３ａ同様に、Ｕターンの際に用紙が通過する内側の搬送路を規制し、次工程へ円滑に案内している。
【００１６】
レジストローラ対４は、駆動側のＬＦローラ４ａと、従動側のピンチローラ４ｂとにより構成されている。ＬＦローラ４ａは、図示しないモータ及びギア列により用紙を必要量搬送するために駆動される。ピンチローラ４ｂは、図示しない付勢手段によりＬＦローラ４ａ側に付勢されている。レジストローラ対４のニップに用紙を狭持搬送することにより画像形成部である印字ヘッド５方向に用紙を搬送することができる。画像形成中のレジストローラ対４は、上述した図示しないモータにより、所定量の間欠搬送が行われる。
【００１７】
又、レジストローラ対４は、停止した状態でそのニップに給紙装置１００からの搬送により上流側から搬送された用紙の先端突き当てることで、用紙の斜行を補正する。又、突き当てによる斜行補正の後、印字ヘッド５による画像形成の際の間欠駆動で、用紙を正確な送り量で搬送する。レジストローラ対４による用紙の間欠搬送時の送り量は、画像の品質に大きな影響を与えるため、通常レジストローラ対４は、インクジェットプリンタの搬送手段の中では大きな搬送力を有しており、高精度な駆動制御が行われる。
【００１８】
印字ヘッド５は、図示しないキャリッジにより搬送方向と直交する方向、即ち、用紙巾方向に往復移動しながら用紙の印字面に対向する面からインク滴を吐出して画像形成するように構成される。印字ヘッド５は、又、図示しないインク供給手段により、必要な色と量とのインクが適宜供給されるように構成されている。
【００１９】
プラテン６は、印字ヘッド５による画像の印字の際、用紙の印字面の平面度、印字ヘッド５とのクリアランス及び平行度を適切に維持するように構成される。このように印字ヘッド５と用紙との位置関係を維持する必要があるのは、印字ヘッド５から吐出されたインク滴の着弾位置精度を高精度にするためである。
【００２０】
尚、図示しない用紙吸引手段を別途設け、用紙をプラテン６の搬送面に吸引することでプラテン６に用紙を密着させ、上述の平面度、クリアランス及び平行度を維持する構成とすると尚好適な構成となる。
【００２１】
排紙ローラ対７は、駆動側の排紙ローラ７ａと、従動側の拍車７ｂとにより構成され、図示しないモータにより前述のレジストローラ対４よりも弱い搬送力で用紙を狭持搬送するように構成されている。排紙ローラ７ａは、例えばゴム等の高摩擦部材で形成され、画像形成済の用紙の非印字面に接触して、拍車７ｂとの作用により後述の排紙トレイ８へと用紙を搬送する。拍車７ｂは、印字直後の用紙の印字面に直接接触して搬送しなければならないので、極力接触面積を小さくする必要がある。そのため、本実施の形態においては拍車７ｂはその外周部に針状の突起を多数形成した形状としている。
【００２２】
排紙トレイ８は、排紙ローラ対７から排出された印字済の用紙を所定量積載できるように構成される。
【００２３】
次に、本実施の形態における給紙装置１００の機構と動作についてより詳しく説明する。
【００２４】
図３は給紙カセット１１０の用紙積載面側から見た詳細図である。給紙カセット１１０は、カセット本体１１１と、後端ガイド１１２、サイドガイド１１３、用紙１１４及び分離板１３０により構成される。本実施の形態では、多様な用紙サイズに対応するに当たり、用紙横端部のどちらか一方を基準とする方法を採用している。
【００２５】
即ち、給紙カセット１１０に積載される用紙１１４は、カセット本体１１１に対してカセット本体の壁面１１１ａを基準面として用紙１１４の一方の横端部を突き当て、後端を後端ガイド１１２によって、更に基準側と逆の横端面をサイドガイド１１３により規制されることで位置決めされる。このとき、サイドガイド１１３は、用紙１１４搬送時に斜行の発生を抑制するため、用紙１１４の先端近傍までをガイドしている。
【００２６】
又、図中の用紙１１４と異なるサイズの用紙を積載する際は、後端ガイド１１２及びサイドガイド１１３がそれぞれカセット本体１１１の溝１１１ｂ〜１１１ｃに沿って矢印の方向に可動することで対応する構成になっている。ここで、図９中の用紙１１４は最小サイズの用紙１１４を表しており、これより大きなサイズの用紙１１４を用いる際はサイドガイド１１３を用紙１１４に対して図中左側に向かって、後端ガイド１１２図中手前側に向かって動かすことになる。
【００２７】
分離板１３０は、後述するスイングア−ム１２０に保持された給紙ローラにより搬送される用紙１１４を、用紙１１４と分離板１３０との摩擦力関係により１枚ずつに分離する。本実施の形態では、多様な用紙サイズに対応するため複数の分離板１３０を設けている。又、本実施の形態では、分離板１３０は、カセット本体１１０に取り付けられているが、必ずしもそれに限るものではない。
【００２８】
次に、本実施の形態におけるスイングアーム１２０の詳細を図４に示す。
【００２９】
用紙供給手段であるスイングアーム１２０は、スイングアームステイ１２１と、給紙ローラ１２２ａ〜１２２ｃ、給紙ギア１２３、ベルト１２４、給紙プーリ１２５、給紙ローラ駆動軸１２６、給紙ローラ駆動ギア１２７ａ〜１２７ｃ等により構成される。本実施の形態では、多様なサイズの用紙１１４に対応するため用紙幅方向に対し複数の給紙ローラ１２２ａ〜１２２ｃをスイングアーム１２０は保持しており、用紙幅方向における搬送力のバラツキを小さくして斜行の発生を抑制している。
【００３０】
以下にスイングア−ム１２０の動作について詳細に説明する。
【００３１】
図５に示すスイングアーム１２０の横方向からの矢視図を用いてスイングアーム１２０の基本的な動作について以下に説明する。
【００３２】
図５中の記号は図４と同様なものに加え、１０は駆動ギア、ａ１はスイングアームステイ１２１回転中心、ａは給紙ローラ回転中心、Ｓ１は最上面の用紙である。
【００３３】
スイングアームステイ１２１は、回転中心ａ１で揺動可能に図示しないフレームに支持された振子状の部材で、振子の先端に給紙ローラ１２２ａ〜１２２ｃを回転可能に支持している。より詳しくは、スイングアームステイ１２１の回転中心ａ１は、後述する給紙ローラ１２２ａ〜１２２ｃの回転中心ａ２より上方で且つ給紙方向の上流側で上述の図示しないフレームに回転可能に支持されている。
【００３４】
給紙ローラ１２２ａ〜１２２ｃは、スイングアームステイ１２１の揺動先端に回転中心ａ２で支持され、その表面は円筒状で高摩擦係数を有している。給紙ローラ１２２ａ〜１２２ｃは、スイングアームステイ１２１の揺動により用紙Ｓの最上面の用紙Ｓ１
に常に追従して接触するように構成される。又、回転中心ａ２ と同軸で給紙ローラ１２２ａ〜１２２ｃと一体的にギア部が形成されており、後述の給紙プーリ１２５に一体的に形成されたギア部から給紙ローラ駆動軸１２７及び給紙ローラ駆動ギア１２８ａ〜１２８ｃを通じて給紙ローラ１２２ａ〜１２２ｃは回転駆動され、カセット１１０に保持された用紙１１４の最上面の用紙Ｓ１を下流方向に搬送する。
【００３５】
給紙ギア１２３は、スイングアームステイ１２１の回転中心ａ１に同軸で回転可能に支持されている。給紙ギア１２３は、図示しないモータにより駆動される最終段の駆動ギア１０により回転駆動されると、給紙ギア１２３と一体的に形成された給紙ギア１２３のプーリ部１２３ａで後述のベルト１２４を駆動するように構成されている。
【００３６】
ベルト１２４は、前述の給紙ギア１２３に一体的に形成されたプーリ部１２３ａと、後述の給紙プーリ１２５を連結しており、給紙プーリ１２５に一体的に形成されたギア部により前述の給紙ローラ１２２に一体的に形成されたギア部を駆動する。
【００３７】
給紙プーリ１２５は、前述のベルト１２４によって給紙ギア１２３のプーリ部１２３ａと連結しており、給紙プーリ１２５と同軸に一体的に形成されたギア部によって、前述したように給紙ローラ１２２ａ〜１２２ｃのギア部を駆動する。これらの構成により、駆動ギア１０によって給紙ローラ１２２が給紙方向に駆動される。
【００３８】
上述の構成により、スイングアームステイ１２０はその自重及び／又は後述する駆動に伴う摩擦トルクによってＢ方向に揺動して、積載された用紙Ｓの最上面の用紙Ｓ１に追従して、給紙ローラ１２２が最上面の用紙Ｓ１に対する給紙圧Ｎ方向に荷重するように構成されている。又、駆動ギア１０が図５中のＣＣＷ方向に回転すると、スイングアームステイ１２０内の駆動機構由来の摩擦トルク等によりスイングアームステイ１２０がＢ方向に揺動し、給紙ローラ１２２の最上面の用紙Ｓ１に対して食い込むことでも給紙圧Ｎ方向に荷重を作用させる構成となっている。これらにより給紙ローラ１２２が給紙方向に回転すれば、上述の給紙圧Ｎが増加するとともに、給紙力Ｆｐが発生する。
【００３９】
ここで、給紙ローラ表面と用紙Ｓとの摩擦係数を摩擦係数μ１ とすれば、給紙力Ｆｐ は下記のように表される。
【００４０】
Ｆｐ＝μ１×Ｎ            …  （１）
次に、本実施の形態におけるサイズ検知機構について詳細に説明する。
【００４１】
図６はカセット１１０の用紙積載面の裏側から見た図であり、１１５はガイドレール、１１６は接触板である。カセット本体１１０には接触板１１６が、カセット本体１１０の用紙積載面側に位置する後端ガイド１１２と一体化して設けられており、後端ガイド１１２の動きに応じて接触板１１６がガイドレール１１５に沿って動く。接触板１１６には図７に示すように、複数の溝１１６ａ〜ｅと押圧平面１１６Ａが設けられており、後述するサイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄと、前記溝１１６ａ〜ｅ及び平面１１６Ａが接触することで、サイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄのＯＮ／ＯＦＦを行う構成になっている。
【００４２】
カセット１１０は、図８に示すように、インクジェットプリンタ１に対して着脱可能な構成になっており、カセット積載面１ａに装着される。カセット積載面の図中Ａ部にはサイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄの可動部分が突出しており、詳細を図９に示す。
【００４３】
図１０に示すように、インクジェットプリンタ１本体にカセット１１０が装着されると、カセット１１０の接触板１１６と、サイズ検知スイッチ基板１２上のサイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄは接触するが、接触板１１６とサイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄの位置関係により、サイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄは押圧されるものとされないもが生じる。サイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄは押圧されるとＯＮになる構成になっており、例えば図１１に示す例では、接触板１１６の押圧平面１１６Ａにより１１ｂ及び１１ｃは押圧されるが、１１ａは溝１１６ａに可動部分が嵌ること、又、１１ｄは平面１１６Ａの範囲外にあることでそれぞれ押圧されないため、１１ａと１１ｄはＯＦＦ、その他はＯＮになる。
【００４４】
カセット１１０に様々なサイズの用紙１１４を積載すると、用紙１１４のサイズに応じて後端ガイド１１２が動くため、接触板１１６も合わせて移動し、サイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄにはＯＮ／ＯＦＦの組み合わせが用紙１１４のサイズに合わせて生じる。このＯＮ／ＯＦＦの組み合わせを不図示のインクジェットプリンタ内のＣＰＵにより読み取ることで、用紙１１４のサイズを検知している。
【００４５】
このようなサイズ検知機構において問題になるのが、図１１中Ｚ方向の接触板１１６とサイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄの位置関係である。特に、サイズ検知機構をより小型化しようとした場合、より小さいサイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄを用いる必要があるが、合わせてサイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄの可動範囲も小さくなり数ｍｍ程度になってしまう場合もある。このとき、カセット１１０とインクジェットプリンタ１本体との位置精度や接触板１１６及びサイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄの部品精度等により、サイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄが接触板１１６によって設計通りにＯＮ／ＯＦＦされない可能性が生じる。この問題を回避する構成を以下に説明する。
【００４６】
図１は図１０中Ｂ方向における、サイズ検知機構近辺のカセット１１０及びインクジェットプリンタ１本体の断面略図である。カセット１１０の後端ガイドと接触板１１６の間には接触板押圧バネ１１７が配置されている。このため、カセット１１０が本体に装着された際、接触板１１６はインクジェットプリンタ１本体のカセット積載面１ａに確実に接触する。サイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄは、サイズ検知スイッチ基板１２を介して不図示の機構によりインクジェットプリンタ本体１に直接位置決めされる構成になっているため、接触板１１６とサイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄ間の位置精度を高めつつ、部品寸法誤差も吸収し確実に接触板１１６をサイズ検知スイッチ１１ａ〜１１ｄに押圧することができる。又、本実施の形態では、加圧部材としてバネを用いたが、ゴム等の弾性部材でも同様の効果を期待できる。
【００４７】
以上のような構成によるサイズ検知機構を持つ給紙装置１００では、サイズ検知機構の小型化を図った際に問題となるセンサと他部品の位置精度や、部品自体の精度誤差による誤検知の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明によるサイズ検知装置の概略図である。
【図２】本発明に係る給紙装置を備えたインクジェットプリンタの概略断面図である。
【図３】本発明に係る給紙装置の給紙カセットの斜視図である。
【図４】本発明に係る給紙装置のスイングアームの斜視図である。
【図５】スイングアーム作動時の説明図である。
【図６】本発明に係る給紙装置の給紙カセットの斜視図である。
【図７】本発明に係る給紙装置の接触板付近の詳細を示す斜視図である。
【図８】プリンタ本体と給紙カセット分離時の斜視図である。
【図９】プリンタ本体サイズ検知スイッチ付近の斜視図である。
【図１０】プリンタ本体への給紙カセット挿着時の斜視図である。
【図１１】接触板とサイズ検知スイッチ接触時の斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１        インクジェットプリンタ
１ａ      給紙カセット積載面
２        外装カバー
３ａ      外ガイド
３ｂ      内ガイド
４        レジストローラ対
５        印字ヘッド
６        プラテン
７        排紙ローラ対
８        排紙トレイ
１０      駆動ギア
１１ａ〜１１ｄ  サイズ検知スイッチ
１２      サイズ検知スイッチ基板
１００    給紙装置
１１０    給紙カセット
１１１    カセット本体
１１１ａ  用紙基準面
１１１ｂ  後端ガイド用溝
１１１ｃ  サイドガイド用溝
１１２    後端ガイド
１１３    サイドガイド
１１４    用紙
１１５    ガイドレール
１１６    接触板
１２０    スイングアーム
１２２ａ〜１２２ｃ  給紙ローラ
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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