(57)【要約】【課題】上下方向に移動可能に配置された用紙載置台と、ワイヤの一端を回転可能な巻き取りプーリに巻き取り前記ワイヤを牽引して前記ワイヤの他端に固定された前記用紙載置台を移動させる用紙積載台昇降機構と、を有する給紙装置において、巻き取りプーリへのワイヤの巻き取りに乗り上げを発生させず、常に安定した用紙載置台の上下作動を行う給紙装置を提供する。【解決手段】用紙積載台昇降機構に巻き取りプーリの回転軸の位置を偏移させる偏移機構部を配する。【選択図】図２
2008019079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に移動可能に配置された用紙載置台と、
ワイヤの一端を回転可能な巻き取りプーリに巻き取り前記ワイヤを牽引して前記ワイヤの他端に固定された前記用紙載置台を移動させる用紙積載台昇降機構と、
を有する給紙装置において、
前記用紙積載台昇降機構は、前記巻き取りプーリの回転軸の位置を偏移させる偏移機構部を有することを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
前記偏移機構部は、前記巻き取りプーリにおける前記ワイヤの巻き取りの進行に応じて、
前記回転軸を、前記ワイヤの前記巻き取りプーリに巻き取られた部分の方向が、前記ワイヤが前記巻き取りプーリに牽引される方向に一致するように偏移することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項３】
前記回転軸の偏移量は、前記巻き取りプーリが前記ワイヤの巻き取りを開始してからの回転回数に基づいて決定されるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の給紙装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を有する複合機等の画像形成装置に装着され、これらの画像形成装置に画像形成用の用紙を供給する給紙装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像形成装置において、収容された用紙を給紙手段により最上層から順次１枚ずつ送り出して給送する本体内蔵型の給紙装置が設けてある。
【０００３】
また、画像形成装置に接続可能で、大量の用紙を収容可能な外装型の給紙装置も使用されている。これらの給紙装置では、高速、大量処理が可能な水平昇降方式の用紙積載台昇降機構が採用されている。水平昇降方式とは、用紙を積載収容する用紙積載台を水平を保ちながら昇降させる方式を言い、用紙積載台を水平を保ちながら昇降させることにより、給紙手段により、収容された用紙を最上層から順次１枚ずつ送り出して給送する給紙動作が正常に実行される。
【０００４】
この水平昇降方式の用紙積載台昇降機構においては、用紙積載台を昇降させるための駆動力伝達手段としてワイヤが用いられている。
【０００５】
通常の駆動力伝達手段としてワイヤを用いる方式では、ワイヤの一端を用紙積載台に固定し、他端を回転するプーリなどで巻き取る事によってワイヤをプーリ側に牽引し、用紙積載台を牽引して上昇させる。
【０００６】
用紙積載台を牽引するワイヤの数は、用紙積載台を水平を保ちながら昇降させるために、通常複数であり、例えば４本のワイヤが用いられる。４本のワイヤを用いるときには、それぞれのワイヤの一端が用紙積載台の隅部に固定され、４本のワイヤが同時に用紙積載台を牽引して、用紙積載台を水平を保ちながら昇降させる。
【０００７】
用紙積載台の昇降は、用紙の最上面が常に同一の高さを一定の位置に保つように、給紙手段による用紙の給送がなされて、積載している用紙が減少する都度実行される。
【０００８】
ところで、近年、給紙装置に収容する用紙の容量の増大の要求があるが、用紙の容量の増大は、用紙載置台を牽引するワイヤの強度向上と、プーリを回転させる動力の増大を必要とする。
【０００９】
ワイヤの強度向上とプーリを回転させる動力源の出力の増大を必要とせずに用紙の容量の増大を可能にする技術が開示されている。（特許文献１）
特許文献１に開示された技術は、ワイヤの一端を給紙装置本体の上方の係止部に固定し、用紙積載台に装備した動滑車および給紙装置本体の上方に配置した定滑車を巻回して張架したワイヤの他端をプーリに固定し、プーリを回転させてワイヤを巻き取りことにより、ワイヤが巻回する動滑車を回転しつつワイヤの係止部に向かって上昇させて、動滑車に連結されている用紙積載台を上昇させるものである。動滑車を用いて用紙載置台の上昇させる方式では、動滑車を用いないで用紙載置台を直接上昇させる一般の方式に比較して、計算上では、ワイヤの強度を１／２に、また、プーリを回転させる動力源の出力を１／２にすることができるので、収容する用紙の容量の増大に有効な技術である。
【００１０】
図７は、用紙載置台の昇降に動滑車を用いる給紙装置における用紙積載台昇降機構の概念図である。図７に示す用紙積載台昇降機構は、その側面に動滑車Ｆ１、動滑車Ｆ２、動滑車Ｒ１、動滑車Ｒ２を装備した用紙積載台、係止部Ｆ１、係止部Ｆ２、係止部Ｒ１、係止部Ｒ２、および、巻き取りプーリＦ１、巻き取りプーリＦ２、巻き取りプーリＲ１、巻き取りプーリＲ２、との間に、定滑車Ｆ１、定滑車Ｆ２、定滑車Ｒ１、定滑車Ｒ２、および、中間プーリＦ１、中間プーリＦ２、中間プーリＲ１、中間プーリＲ２、を介して架設されるワイヤＦ１、ワイヤＦ２、ワイヤＲ１、ワイヤＲ２を有している。
【００１１】
巻き取りプーリＦ１、巻き取りプーリＦ２、巻き取りプーリＲ１、巻き取りプーリＲ２は回転可能に軸支された巻き取りプーリ駆動軸に固定されている。
【００１２】
巻き取りプーリ駆動軸は動力伝達機構部を介してモータの出力軸に連結しており、モータの回転により回転される。
【００１３】
巻き取りプーリ駆動軸の回転は巻き取りプーリＦ１、巻き取りプーリＦ２、巻き取りプーリＲ、１巻き取りプーリＲ２（以下巻き取りプーリＦ１〜Ｒ２とも記す）を回転させ、巻き取りプーリＦ１〜Ｒ２に、ワイヤＦ１、ワイヤＦ２、ワイヤＲ１、ワイヤＲ２（以下ワイヤＦ１〜Ｒ２とも記す）を巻き取ることにより、ワイヤＦ１〜Ｒ２を巻き取りプーリＦ１〜Ｒ２に向かって牽引する。
【００１４】
ワイヤＦ１〜Ｒ２が、巻き取りプーリＦ１〜Ｒ２に向かって牽引されることにより、動滑車Ｆ１、動滑車Ｆ２、動滑車Ｒ１、動滑車Ｒ２（以下動滑車Ｆ１〜Ｒ２とも記す）が図示上方に移動し、動滑車Ｆ１〜Ｒ２の移動により用紙積載台が上方に移動する。
【００１５】
用紙の給送を円滑に実行するには、用紙積載台は水平を保って昇降しなければならない。
【００１６】
前述の例の様な、用紙積載台が複数のワイヤに牽引されるときには、用紙積載台の水平を保つために、複数のワイヤのそれぞれが用紙積載台を同一時間内で牽引する量、すなわちそれぞれのワイヤが巻き取りプーリに同一時間内で牽引される牽引長さを等しくするように構成される。
【００１７】
巻き取りプーリに巻き取られるワイヤは、巻き取りプーリの巻芯部の外周面に密着し、かつ、螺旋状に巻き取られているワイヤに順次隣接して巻き取られる。このような、ワイヤが、巻芯部の外周面に密着して巻き取られる状態を、以下、密着巻き取りと称することにする。図８は巻き取りプーリＦ１およびＦ２にワイヤＦ１およびＦ２が密着巻き取りにて巻き取られている状態を示す図である。
【００１８】
密着巻き取りにてワイヤが巻き取られるときには、巻き取りプーリの１回転あたりのワイヤの巻き取り量、すなわち、巻き取りプーリの１回転あたりのワイヤの牽引長さは、ワイヤが巻き取られる巻き取りプーリの外径寸法により決定される。
【００１９】
例えば動力伝達手段として複数のワイヤを使用する構成のときには、各ワイヤはそれぞれの巻き取りプーリに密着巻き取りにて巻取られることを前提にして、それぞれの巻き取りプーリの外形寸法および巻き取りプーリの回転速度が定められ、各ワイヤが各巻き取りプーリに牽引される長さ、すなわち、単位時間あたりの牽引長さが等しくなるように構成される。
【００２０】
例えば、ワイヤを４本使用する構成のときには、４本のワイヤをそれぞれ巻き取る巻き取りプーリを、一つの動力源により同期して同一の回転速度で回転するようにするとともに、各巻き取りプーリの外形寸法を等しくして、各巻き取りプーリの回転あたりの各ワイヤの牽引長さが等しくなるように構成する。このように構成することにより、各ワイヤの単位時間あたりの牽引長さが等しくなる。この場合、各ワイヤはそれぞれの巻き取りプーリに密着巻き取りにて巻取られることを前提にしている。
【００２１】
しかし、巻き取りプーリにワイヤの巻き取りが巻き取られるときに、密着巻き取りとならず、巻き取ったワイヤが先に巻回されているワイヤの上に乗り上げることがある。このような状態を乗り上げ巻き取りと称することにする。図９は、ワイヤが乗り上げ巻き取りにて巻き取りプーリに巻き取られている状態を示す図である。図９にては図示左側の巻き取りプーリＦ１には密着巻き上げがなされ、図示右側の巻き取りプーリＦ２は乗り上げ巻き取りにて巻き取りがなされている。
【００２２】
乗り上げ巻き取りはいくつかの要因が複合して発生し、乗り上げ巻き取りが一旦発生すると、なかなか密着巻き取りに復帰できず、乗り上げ巻き取りが継続したまま巻き取りがなされることが多い。
【００２３】
乗り上げ巻き取りでは、ワイヤが巻き取りプーリに密着せず、先に巻回されているワイヤの上に乗り上げて巻き取られるので、ワイヤが巻き取られる外径寸法が増大することになり、巻き取りプーリの回転あたりのワイヤの牽引される長さが、密着巻き取りよりも増大する。すなわち、乗り上げ巻き取りでは、巻き取りプーリの回転あたりのワイヤの牽引長さが、密着巻き取りより増加する。
【００２４】
４本のワイヤを巻き取るそれぞれの巻き取りプーリが同一速度で回転し、同一の牽引速度で４本のワイヤを牽引しているときに、４本のワイヤのうちの例えば１本のワイヤに乗り上げ巻き取りが発生すると、乗り上げ巻き取りが発生した１本のワイヤの牽引速度が他の３本と異なるので、４本のワイヤに懸架されて上昇する用紙積載台が均等に牽引されずに傾きを生じる。
【００２５】
用紙積載台に傾きを生じると、積載されている用紙が傾き、給紙動作に支障を来す場合がある。また、乗り上げ巻き取りがなされると、ワイヤ表面の被覆に傷が付いて寿命が低下し、破損を招くに至ることもある。
【００２６】
このような乗り上げ巻き取りの発生を防止するには、従来は、経験的に、巻き取りプーリへワイヤを巻き取り、巻き付ける回数である巻きつき数を大きくしないことで対応していた。
【００２７】
しかし、近年の給紙装置における用紙容量の増大要求は、用紙載置台の移動距離の増大と、用紙載置台を懸架するワイヤの強度向上を必要とする。用紙載置台の移動距離の増大は、巻き取りプーリへのワイヤの巻きつき数の増大を必要とする。また動滑車を介して用紙載置台を昇降させる構成の場合は、用紙載置台の移動量よりも大きいワイヤの牽引量を要するので、巻き取りプーリへのワイヤの巻きつき数はさらに大きいものになる。
【００２８】
このような、巻き取りプーリへのワイヤの巻きつき数を大きくする要求が高まる中で、乗り上げ巻き取りの発生を防止する有効な技術は、現在のところ見出されていない。
【特許文献１】特開２００５−３５６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、上下方向に移動可能に配置された用紙載置台と、ワイヤの一端を回転可能な巻き取りプーリに巻き取り前記ワイヤを牽引して前記ワイヤの他端に固定された前記用紙載置台を移動させる用紙積載台昇降機構と、を有する給紙装置において、巻き取りプーリへのワイヤの巻き取りに乗り上げを発生させず、常に安定した用紙載置台の上下作動を行う給紙装置を提供することを課題にするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
前記課題は以下の手段により達成される。
１．上下方向に移動可能に配置された用紙載置台と、
ワイヤの一端を回転可能な巻き取りプーリに巻き取り前記ワイヤを牽引して前記ワイヤの他端に固定された前記用紙載置台を移動させる用紙積載台昇降機構と、
を有する給紙装置において、
前記用紙積載台昇降機構は、前記巻き取りプーリの回転軸の位置を偏移させる偏移機構部を有することを特徴とする給紙装置。
２．前記偏移機構部は、前記巻き取りプーリにおける前記ワイヤの巻き取りの進行に応じて、
前記回転軸を、前記ワイヤの前記巻き取りプーリに巻き取られた部分の方向が、前記ワイヤが前記巻き取りプーリに牽引される方向に一致するように偏移することを特徴とする１に記載の給紙装置。
３．前記回転軸の偏移量は、前記巻き取りプーリが前記ワイヤの巻き取りを開始してからの回転回数に基づいて決定されるものであることを特徴とする１または２に記載の給紙装置。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１〜３に記載のいずれかの発明により、巻き取りプーリへのワイヤの巻き取りに乗り上げを発生させず、常に安定した用紙載置台の上下作動を行う給紙装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００３３】
図１は、本発明に係る給紙装置を備えた大容量給紙装置ＬＴを画像形成装置Ａに接続してなる画像形成システムの構成図である。
【００３４】
画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙装置２０及び後述する定着装置３０とからなる。
【００３５】
画像形成装置Ａの上部には、画像読取装置Ｂが設置されている。原稿台上に載置された原稿は画像読取装置Ｂの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力される。
【００３６】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段５Ｙを有する。
【００３７】
マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段５Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段５Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段５Ｋを有する。
【００３８】
帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００３９】
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径トナーとキャリアからなる二成分現像剤を内包する現像装置である。
【００４０】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００４１】
画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより逐次転写されて（一次転写）、合成されたカラー画像が形成される。
【００４２】
給紙装置２０の用紙収納部（給紙カセット）２１Ａ内に収容された用紙Ｓは、給紙手段（第１給紙部）２２Ａにより給紙され、給紙ローラ２３、２４、２５、２６、レジストローラ（第２給紙部）２７等を経て、二次転写手段（転写ローラ）９に搬送され、用紙Ｓ上にカラー画像が転写される（二次転写）。
【００４３】
なお、画像形成装置Ａの下部に鉛直方向に縦列配置された３段の用紙収納部２１Ａは、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付した。また、３段の給紙手段２２Ａもは、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付している。用紙収納部２１Ａ、給紙手段２２Ａを含めて給紙装置２０と称す。
【００４４】
カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着装置３０において用紙Ｓが挟持され、熱と圧力とを加えることにより用紙Ｓ上のカラートナー像（或いはトナー像）が定着されて用紙Ｓ上に固定され、排紙ローラ２８に挟持されて機外の排紙トレイ２９上に載置される。
【００４５】
定着処理された用紙Ｓを反転排紙する場合には用紙Ｓは定着装置３０と排紙ローラ２８の中間に配置された分岐板２８Ａの図示右側の搬送路を通過し、下方の搬送路ｒ１に搬送された後、逆転搬送されて分岐板２８Ａの図示左側の搬送路ｒ２を通過し、排紙ローラ２８により装置外に排出される。
【００４６】
用紙Ｓの両面に複写する場合には、用紙Ｓの第１面に形成した画像を定着処理した後、用紙Ｓを搬送路ｒ１、さらに搬送路ｒ３に導入した後、逆転搬送し、搬送路ｒ４に搬送した後、上方に迂回し給紙ローラ２６により搬送する。用紙Ｓは画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおいて第２面に各色の画像が両面に形成され、定着装置３０により加熱定着処理され、排紙ローラ２８によって装置外に排出される。
【００４７】
画像形成装置Ａには、手差し給紙装置Ｃが装着されている。手差し給紙装置Ｃの用紙収納部（手差し給紙トレイ）２１Ｂに収容された用紙Ｓは、給紙手段２２Ｂにより給送され、給紙ローラ２５、２６、レジストローラ２７を経て二次転写手段９に送り込まれる。
【００４８】
画像形成装置Ａの図示右側面側には、大容量給紙装置ＬＴが連結可能である。大容量給紙装置ＬＴに収容された用紙Ｓは、給紙手段（第１給紙部）４０により給送され、画像形成装置Ａに導入され、給紙ローラ２４、２５、２６、レジストローラ２７を経て二次転写手段９に送り込まれる。
【００４９】
なお、画像形成装置Ａの説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。
【００５０】
前述の、画像形成装置Ａの給紙装置２０、手差し給紙装置Ｃ、大容量給紙装置ＬＴは、それぞれの用紙積載台が鉛直方向に水平を保ちつつ昇降する水平昇降方式の用紙積載台昇降機構５０を備えている。
【００５１】
以下、本発明による用紙積載台昇降機構を、大容量給紙装置ＬＴに適用した例につき説明する。
【００５２】
図２は、本発明の用紙積載台昇降機構、および、本発明の用紙積載台昇降機構におけるワイヤの配置を説明する斜視図である。
【００５３】
本発明の用紙積載台昇降機構５０は、巻き取りプーリ、中間プーリ、定滑車、動滑車、および、偏移機構部を有し、動滑車、定滑車、中間プーリを巻回した一端を係止部に係止され、他端を巻き取りプーリに固定されたワイヤを、巻き取りプーリにて巻き取ることにより定滑車を移動せしめ、定滑車に固定された用紙積載台を昇降させる。また、偏移機構部は、巻き取りプーリの回転軸の位置を偏移させるように機能する。
【００５４】
以下その詳細を説明する。
【００５５】
用紙積載台５１は、前面側の用紙搬送方向先端側と後端側にそれぞれ動滑車５４Ｆ１、５４Ｆ２を有し、背面側の用紙搬送方向先端側と後端側にそれぞれ動滑車５４Ｒ１、５４Ｒ２を有している。
【００５６】
用紙積載台５１は、ガイド溝部５８Ａ、５８Ｂに案内されて、鉛直方向に移動可能であり、４本のワイヤ５２Ｆ１、５２Ｆ２、５２Ｒ１、５２Ｒ２（以下ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２とも記す）により、４個の動滑車５４Ｆ１、５４Ｆ２、５４Ｒ１、５４Ｒ２（以下動滑車５４Ｆ１〜５４Ｒ２とも記す）を介して保持され、ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２が牽引されて、動滑車５４Ｆ１〜５４Ｒ２が移動することにより、ガイド溝部５８Ａ、５８Ｂに案内されて、鉛直方向に移動する。
【００５７】
ワイヤ５２Ｆ１は、一端が給紙装置本体の上方に設けられた係止部５３Ｆ１に係止され、他端が用紙積載台５１の前面側に取り付けられた動滑車５４Ｆ１を巻回し、更に給紙装置本体の上方に支持された定滑車５５Ｆ１を巻回し、中間プーリ５６Ｆ１を経由して、昇降駆動軸６７に連結するプーリ駆動軸６７ＰＦに固定された巻き取りプーリ５７Ｆ１に止着されている。そして、ワイヤ５２Ｆ１の係止部５３Ｆ１から動滑車５４Ｆ１に向かう部分と、動滑車５４Ｆ１から定滑車５５Ｆ１に向かう部分とは、それぞれ鉛直になるように構成されている。
【００５８】
ワイヤ５２Ｆ２は、一端が給紙装置本体の上方に設けられた係止部５３Ｆ２に係止され、他端が用紙積載台５１の前面側に取り付けられた動滑車５４Ｆ２を巻回し、更に給紙装置本体の上方に支持された定滑車５５Ｆ２を巻回し、中間プーリ５６Ｆ２を経由して、昇降駆動軸６７に連結するプーリ駆動軸６７ＰＦに固定された巻き取りプーリ５７Ｆ２に止着されている。そして、ワイヤ５２Ｆ２の係止部５３Ｆ２から動滑車５４Ｆ２に向かう部分と、動滑車５４Ｆ２から定滑車５５Ｆ２に向かう部分とは、それぞれ鉛直になるように構成されている。
【００５９】
ワイヤ５２Ｒ１は、一端が給紙装置本体の上方に設けられた係止部５３Ｒ１に係止され、他端が用紙積載台５１の背面側に取り付けられた動滑車５４Ｒ１を巻回し、更に給紙装置本体の上方に支持された定滑車５５Ｒ１を巻回し、中間プーリ５６Ｒ１を経由して、昇降駆動軸６７に連結するプーリ駆動軸６７ＰＲに固定された巻き取りプーリ５７Ｒ１に止着されている。そして、ワイヤ５２Ｒ１の係止部５３Ｒ１から動滑車５４Ｒ１に向かう部分と、動滑車５４Ｒ１から定滑車５５Ｒ１に向かう部分とは、それぞれ鉛直になるように構成されている。
【００６０】
ワイヤ５２Ｒ２は、一端が給紙装置本体の上方に設けられた係止部５３Ｒ２に係止され、他端が用紙積載台５１の背面側に取り付けられた動滑車５４Ｒ２を巻回し、更に給紙装置本体の上方に支持された定滑車５５Ｒ２を巻回し、中間プーリ５６Ｒ２を経由して、昇降駆動軸６７に連結するプーリ駆動軸６７ＰＲに固定された巻き取りプーリ５７Ｒ２に止着されている。そして、ワイヤ５２Ｒ２の係止部５３Ｒ２から動滑車５４Ｒ２に向かう部分と、動滑車５４Ｒ２から定滑車５５Ｒ２に向かう部分とは、それぞれ鉛直になるように構成されている。以下、巻き取りプーリ５７Ｆ１、巻き取りプーリ５７Ｆ２、巻き取りプーリ５７Ｒ１、巻き取りプーリ５７Ｒ２を、巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｆ２と記すこともある。
【００６１】
昇降駆動軸６７は動力伝達主軸６７Ｍ、プーリ駆動軸６７ＰＦ、６７ＰＲ、自在継ぎ手６７ＪＦ、６７ＪＲを有しており、動力伝達主軸６７Ｍの一方の端部には自在継ぎ手６７ＪＦを介してプーリ駆動軸６７ＰＦが、他方の端部には自在継ぎ手６７ＪＲを介してプーリ駆動軸６７ＰＲが連結されている。
【００６２】
動力伝達主軸６７Ｍは、給紙装置本体に配設された軸受け６８Ｍ１、６８Ｍ２にて回動可能に支持され、駆動モータＭと駆動伝達系Ｇとからなる駆動手段により駆動される。駆動モータＭの正逆回転により、動力伝達主軸６７Ｍは正逆回転する。
【００６３】
９５はセンサであり、センサ９５は動力伝達主軸６７Ｍの起点位置から回転した回数を検知し、検知した回転回数情報を後述する制御手段９０に伝達する。以下、動力伝達主軸６７Ｍ、プーリ駆動軸６７ＰＦ、６７ＰＲ、および、巻き取りプーリ５７Ｆ１〜Ｒ２の起点位置から回転した回数を、以下回転回数と記すことにする。センサ９５が検知する動力伝達主軸６７Ｍの回転回数は、プーリ駆動軸６７ＰＦ、６７ＰＲ、および、巻き取りプーリ５７Ｆ１〜Ｒ２の回転回数に等しい。
【００６４】
自在継ぎ手６７ＪＦは、２つの軸体を連結すると共に、２つの軸体の交差する角度の変化を許容する関節部を有している。
【００６５】
一方の端部を自在継ぎ手６７ＪＦを介して動力伝達主軸６７Ｍに連結されているプーリ駆動軸６７ＰＦは、他の先端部を軸受け６８ＰＦにて回動可能に支持されている。同様に、一方の端部が自在継ぎ手６７ＪＲを介して動力伝達主軸６７Ｍに連結されているプーリ駆動軸６７ＰＲは、他の先端部を軸受け６８ＰＲにて回動可能に支持されている。
【００６６】
軸受け６８ＰＦおよび軸受け６８ＰＲは、それぞれ、偏移機構部６９Ｆ、偏移機構部６９Ｒを介して本体に固定される。
【００６７】
偏移機構部６９Ｆおよび偏移機構部６９Ｒは、それぞれ軸受け６８ＰＦおよび軸受け６８ＰＲの位置を偏移させる機能を有するものである。偏移機構部６９Ｆおよび偏移機構部６９Ｒは、動力伝達主軸６７Ｍを挟んで対称位置にあり、それぞれの動力伝達主軸６７Ｍを挟んで線対称関係に構成される。以下、軸受け６８ＰＦを偏移させる偏移機構部６９Ｆを例にその構成、および機能について説明する。
【００６８】
偏移機構部６９Ｆは、偏移部材６９１Ｆ、歯車６９２Ｆ、ステッピングモータ６９３ＭＦを有する。前述の軸受け６８ＰＦは、偏移部材６９１Ｆの上面に取り付けられている。
【００６９】
偏移部材６９１Ｆは、自在継ぎ手６７ＪＦの関節部を回動中心として回動する歯車の一部をなすように構成されており、外周部に歯車の歯が形成されている。そして偏移部材６９１Ｆの歯にはステッピングモータ６９３ＭＦの回転軸に固定された歯車６９２Ｆが噛みあうように構成されている。ステッピングモータ６９３ＭＦが回転すると、歯車６９２Ｆが回転し、歯車６９２Ｆの回転により、偏移部材６９１Ｆは、自在継ぎ手６７ＪＦの関節部を回動中心として回動する。
【００７０】
互いに噛みあう偏移部材６９１Ｆと、歯車６９２Ｆとの減速比はＲであり、偏移部材６９１Ｆの回動量はステッピングモータ６９３ＭＦの回動量の１／Ｒとなる。
【００７１】
偏移部材６９１Ｆを偏移させるステッピングモータ６９３ＭＦの回転は、制御手段９０により制御される。
【００７２】
偏移部材６９１Ｆが自在継ぎ手６７ＪＦの関節部を回動中心として回動することにより、偏移部材６９１Ｆの上面に固定された軸受け６８ＰＦの位置が自在継ぎ手６７ＪＦの関節部を回動中心として回動し、プーリ駆動軸６７ＰＦが、自在継ぎ手６７ＪＦの関節部を支点にして偏移する。
【００７３】
自在継ぎ手６７ＪＦは、関節部にて軸受け６８ＰＦの位置が変化することによるプーリ駆動軸６７ＰＦと動力伝達主軸６７Ｍのそれぞれの回転中心軸が交差する角度の変化を許容しつつ、動力伝達主軸６７Ｍに伝達された動力をプーリ駆動軸６７ＰＦに伝達する。
【００７４】
なお、偏移部材６９１Ｆは、非図示の案内部材により、巻き取りプーリ５７Ｆ１、５７Ｆ２に牽引されるワイヤ５２Ｆ１、５２Ｆ２と、巻き取りプーリ５７Ｆ１、５７Ｆ２がワイヤ５２Ｆ１、５２Ｆ２を巻回する外周面と、に接する平面に平行になされるように構成されている。
【００７５】
動力伝達主軸６７Ｍを挟んで偏移機構部６９Ｆと対称位置に配置されている偏移機構部６９Ｒは、その構成、および、機能が動力伝達主軸６７Ｍを挟んで偏移機構部６９Ｆの構成、および機能と線対称関係にある。
【００７６】
偏移機構部６９Ｆと同様に、偏移機構部６９Ｒは、偏移部材６９１Ｒ、歯車６９２Ｒ、ステッピングモータ６９３ＭＲを有する。
【００７７】
前述の軸受け６８ＰＲは、偏移部材６９１Ｒの上面に取り付けられている。偏移部材６９１Ｒは、自在継ぎ手６７ＪＲの関節部を回動中心として回動する歯車の一部をなすように構成されており、外周部に歯車の歯が形成されている。そして偏移部材６９１Ｒの歯にはステッピングモータ６９３ＭＲの回転軸に固定された歯車６９２Ｒが噛みあうように構成されている。ステッピングモータ６９３ＭＲが回転すると、歯車６９２Ｒが回転し、歯車６９２Ｒの回転により、偏移部材６９１Ｒは、自在継ぎ手６７ＪＲの関節部を回動中心として回動する。
【００７８】
偏移部材６９１Ｒを偏移させるステッピングモータ６９３ＭＲの回転は、制御手段９０により制御される。
【００７９】
偏移部材６９１Ｒが自在継ぎ手６７ＪＲの関節部を回動中心として回動することにより、偏移部材６９１Ｒの上面に固定された軸受け６８ＰＲの位置が自在継ぎ手６７ＪＲの関節部を回動中心として回動し、プーリ駆動軸６７ＰＲが、自在継ぎ手６７ＪＲの関節部を支点にして偏移する。
【００８０】
自在継ぎ手６７ＪＲは、関節部にて軸受け６８ＰＲの位置が変化することによるプーリ駆動軸６７ＰＲと動力伝達主軸６７Ｍのそれぞれの回転中心軸が交差する角度の変化を許容しつつ、動力伝達主軸６７Ｍに伝達された動力をプーリ駆動軸６７ＰＲに伝達する。
【００８１】
なお、偏移部材６９１Ｒは、非図示の案内部材により、巻き取りプーリ５７Ｒ１、５７Ｒ２に牽引されるワイヤ５２Ｒ１、５２Ｒ２と、巻き取りプーリ５７Ｒ１、５７Ｒ２がワイヤ５２Ｒ１、５２Ｒ２を巻回する外周面と、の両者に接する平面に平行になされるように構成されている。
【００８２】
制御手段９０は、ＣＰＵ、演算手段、および、記憶手段を有し、動力伝達主軸６７Ｍが起点位置から回転した回数を検知するセンサ９５の回転回数情報に基づき、ステッピングモータ６９３ＭＦおよびステッピングモータ６９３ＭＲの回転動作を制御する。制御手段９０が実施するステッピングモータ６９３ＭＦ、６９３ＭＲの回転動作の制御については後述する。
【００８３】
図３は、本発明の用紙積載台昇降機構５０を適用した大容量給紙装置ＬＴの断面図である。図３（ａ）は、用紙積載台５１が移動範囲の下限位置にある状態、図３（ｂ）は、用紙積載台５１が移動範囲の下限位置と上限位置との中間の位置にある状態を示し、図３（ｃ）は、用紙積載台５１が移動範囲の上限位置にある状態を示す。
【００８４】
昇降駆動軸６７の動力伝達主軸６７Ｍは、駆動モータＭと駆動伝達系Ｇとから成る駆動手段により駆動される。駆動モータＭの正逆回転により、歯車列から成る駆動伝達系Ｇを介して、動力伝達主軸６７Ｍが正逆回転され、自在継ぎ手６７ＪＦ、６７ＪＲを介して連結されているプーリ駆動軸６７ＰＦ、６７ＰＲは動力伝達主軸６７Ｍに連動して回転する。
【００８５】
動力伝達主軸６７Ｍに連動してプーリ駆動軸６７ＰＦ、６７ＰＲが回転することにより、プーリ駆動軸６７ＰＦ、６７ＰＲに止着されている巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２が同期して回転する。
【００８６】
各巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２の回転により、各巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２に止着されたワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２は巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２の外周部に順次螺旋状に巻き取られる。ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２が巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２の外周部に順次巻き取られることにより、ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２の巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２に固着された側の端部は巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２の方向に引っ張られる。ここで、各ワイヤがそれぞれの巻き取りプーリの方向に引っ張られる量を、ワイヤが牽引される長さと記す。
【００８７】
各ワイヤが、それぞれプーリに巻き取られる量は、プーリの外周部の外径との回転回数の積に比例する。すなわち、ワイヤが牽引される長さは、プーリの外周部の外径とプーリの回転回数の積に比例する。
【００８８】
巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２の外周部は円筒形状をなし、それぞれの外形寸法は等しく構成される。
【００８９】
また、巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２は、動力伝達主軸６７Ｍと同一の速度で回転され、巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２は常に同期して回転するので、巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２の回動によるワイヤ５１Ｆ１〜５２Ｒ２が牽引される長さは、密着巻き取りがなされているときにはすべての巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２において同一である。
【００９０】
一端が係止部５３Ｆ１に固定されるワイヤ５２Ｆ１は、巻き取りプーリ５７Ｆ１に巻き取られるより、巻き取りプーリ５７Ｆ１の方向に牽引されると中間プーリ５６Ｆ１、定滑車５５Ｆ１を巻回して、動滑車５４Ｆ１を回転させつつ係止部５３Ｆ１の方向に移動させる。
【００９１】
動滑車５４Ｆ１を巻回するワイヤ５２Ｆ１の動滑車５４Ｆ１を巻回して係止部５３Ｆ１に向かう部分と、動滑車５４Ｆ１を巻回して定滑車５５Ｆ１に向かう部分とは、それぞれ鉛直になるように構成されているので、動滑車５４Ｆ１の移動量は、ワイヤ５２Ｆ１が巻き取りプーリ５７Ｆ１の方向に牽引される長さ、すなわち、巻き取りプーリ５７Ｆ１の外周部に巻き取られる長さの１／２である。したがって、動滑車５４Ｆ１を支持する用紙積載台５１は、動滑車５４Ｆ１とともにワイヤ５２Ｆ１が牽引される長さの１／２の移動量で上昇する。
【００９２】
同様にし、ワイヤ５２Ｆ２、５２Ｒ１、５２Ｒ２が、それぞれ巻き取りプーリ５７Ｆ２、５７Ｒ１、５７Ｒ２の外周部に順次巻き取られることにより、動滑車５４Ｆ２、５４Ｒ１、５４Ｒ２を回転させつつ、ワイヤ５２Ｆ２、５２Ｒ１、５２Ｒ２が牽引される長さの１／２の移動量で上昇させ、用紙積載台５１をワイヤ５２Ｆ２、５２Ｒ１、５２Ｒ２が牽引される長さの１／２の移動量で上昇させる。
【００９３】
このように、動滑車５４Ｆ１〜５４Ｒ２を回転させつつ用紙積載台５１をワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２が牽引される長さの１／２の移動量で上昇させるので、ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２を引っ張る力は１／２で済み、ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２を巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２を巻き取る動力源である駆動モータＭの出力、および、ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２の引っ張り強度を小さくすること、計算上では１／２にすることが可能であり、用紙載置台を牽引するワイヤの強度向上とプーリを回転させる動力の増大なく、収容する用紙の容量の増大させることができる。
【００９４】
このように、４本のワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２と、４個の動滑車５４Ｆ１〜５４Ｒ２とにより支持される用紙積載台５１は、ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２がそれぞれ巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２に巻き取られて牽引されることにより上昇し、巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２に牽引される長さが等しいときには水平を保って昇降する。
【００９５】
次に、偏移機構部の動作を説明するに先立ち、乗り上げ巻き取りが発生する経緯につき説明する。
【００９６】
用紙積載台５１は、４本のワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２がそれぞれ巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２に巻き取られることに上昇する。
【００９７】
各ワイヤのプーリへの巻き取りがなされ、巻き取りが進行すると、各ワイヤのプーリへの巻きつき数が順次増加し、プーリへの巻き取られる位置が変化する。
【００９８】
以下、巻き取りプーリ５７Ｆ２におけるワイヤ５２Ｆ２の巻き取りを例にして、ワイヤのプーリへの巻き取りが進行するにつれて、ワイヤのプーリへ巻き取られる位置が変化することを説明する。
【００９９】
図４は、巻き取りプーリ５７Ｆ２にワイヤ５２Ｆ２が巻き取られる状態を説明する概念図である。図４においては、プーリ駆動軸６７ＰＦはその回転中心軸を以て表記されている。
【０１００】
前述のように、巻き取りプーリＦ２の方向に牽引されるワイヤ５２Ｆ２は、既に巻き取りプーリ５７Ｆ２に螺旋状に整列して巻き付けられたワイヤ５２Ｆ２に隣接して巻き取られる。
【０１０１】
巻き取りプーリ５７Ｆ２への巻き取りは、巻き取りプーリ５７Ｆ２が１回転すると１回なされる。巻き取りプーリ５７Ｆ２が連続して回転するときには、巻き取りプーリ５７Ｆ２が巻き取りを開始してから巻き取りプーリ５７Ｆ２が回転した回数に等しい回数の巻き取りがなされる。この、巻き取りプーリ５７Ｆ２が巻き取りを開始してから回転した回数を巻きつき数とし、巻きつき数をｎで表すものとする。
【０１０２】
巻きつき数ｎのときの、ワイヤ５２Ｆ２が巻き取りプーリ５７Ｆ２に牽引される方向をＬＡｎ、ワイヤ５２Ｆ２が巻き取りプーリ５７Ｆ２に既に巻き付けられている部分に隣接、かつ、平行に巻き取りがなされるように牽引されるべき方向をＬＢｎとし、ＬＡとＬＢとがなす角度をθｎで表すものとする。この角度θｎは、ＬＡｎとＬＢｎとが同一方向のときを０とする。
【０１０３】
また、中間プーリ５６Ｆ２から巻き取りプーリ５７Ｆ２に向かうワイヤ５２Ｆ２が巻き取りプーリ５７Ｆ２に接する位置を、ワイヤ５２Ｆ２がプーリ５７Ｆ２に巻き取られる位置、とし、巻きつき数ｎのときのワイヤ５２Ｆ２がプーリ５７Ｆ２に巻き取られる位置をＰｎとする。
【０１０４】
ワイヤ５２Ｆ２は、中間プーリ５６Ｆ２を巻回して巻き取りプーリ５７に向かう。中間プーリ５６Ｆ２は本体に回転可能に固定されており、ワイヤ５６Ｆ２が中間プーリ５６Ｆ２を巻回した後に巻き取りプーリ５７に向かうために中間プーリ５６Ｆ２から離間する位置をＫとする。
【０１０５】
図４（ａ−１）、（ａ−２）は、巻き取りプーリ５７Ｆ２がワイヤ５２Ｆ２の巻き取りが開始していない初期状態にあるときの図である。このときの巻き付き数ｎは０である。図４（ａ−１）は、ワイヤ５２Ｆ２とプーリ５７Ｆ２の位置関係を示す図であり、図４（ａ−２）はその要点を示す線図である。
【０１０６】
通常、角度θｎは、巻き始め位置、あるいは巻き付き数ｎが小さいときには、０、あるいは０に近い値となるように設定される。図４（ａ−１）、（ａ−２）において、ワイヤ５２Ｆ２が巻き取りプーリ５７Ｆ２に牽引される方向ＬＡ0と、ワイヤ５２Ｆ２が巻き取りプーリ５７Ｆ２に既に巻き付けられている部分に隣接、かつ、平行に巻き取りがなされるように牽引されるべき方向ＬＢ0とは同一直線にあり、θ0＝０である。このとき、中間プーリ５６Ｆ２から巻き取りプーリ５７Ｆ２に向かうワイヤ５２Ｆ２が、巻き取りプーリ５７Ｆ２に接する位置、すなわち、プーリ５７Ｆ２に巻き取られる位置をＰ0とする。
【０１０７】
図４（ｂー１）、（ｂー２）は巻き取りが進行して、巻き付き数ｎが大きくなったときの状態を示す図である。図４（ｂ−１）は、ワイヤ５２Ｆ２が巻き取りプーリ５７Ｆ２に巻き取られる様子を示す図であり、図４（ｂ−２）はその要点を示す線図である。
【０１０８】
巻き取りプーリ５７Ｆ２の方向に牽引されるワイヤ５２Ｆ２は、既に巻き取りプーリ５７Ｆ２に螺旋状に整列して巻き付けられたワイヤ５２Ｆ２に順次隣接して、密着巻き上げがなされて巻き取られる。
【０１０９】
このとき、中間プーリ５６Ｆ２から巻き取りプーリ５７Ｆ２に向かうワイヤ５２Ｆ２が巻き取りプーリ５７Ｆ２に接する位置、すなわち、プーリ５７Ｆ２に巻き取られる位置はＰnであり、巻き取りが開始された時点での巻き取りプーリＦ２に巻き取られる位置Ｐ0より移動する。ワイヤ５２Ｆ２のが巻き取りプーリ５７Ｆ２に巻き取られる位置の移動量は、密着巻き上げがなされているときには、ワイヤ５２Ｆ２の外径寸法ｄに、巻きつき数ｎを乗じて算出できる。Ｐ0からＰnまでのワイヤ５２Ｆ２のが巻き取りプーリ５７Ｆ２に巻き取られる位置の移動量をＸnとするとＸn＝ｎ×ｄとなる。
【０１１０】
したがって、巻き取りが進行による巻き付き数ｎの増大にともない、ワイヤ５２Ｆ２が巻き取りプーリ５７に牽引される方向ＬＡｎは、巻き取りが開始された時点のＰ0に対してＰnがＸn移動することにより変化する。しかし、ワイヤ５２Ｆ２が巻き取りプーリ５７Ｆ２に既に巻き付けられている部分に隣接、かつ、平行に巻き取りがなされるように牽引されるべき方向ＬＢnは、巻き取りが開始された時点の方向ＬＢ0に平行である。ＬＡnとＬＢnとがなす角度θnは、ＬＡnとＬＢ0とがなす角度と等しく、図４（ｂ−２）に示される、Ｋ、Ｐn、Ｐ0を頂点とする三角形の頂点Ｋの内角に一致する。
【０１１１】
発明者の検討の結果、乗り上げ巻き取りは、ワイヤが巻き取りプーリに牽引される方向（＝ＬＡn）と、ワイヤが巻き取りプーリに既に巻き付けられている部分に隣接、かつ、平行に巻き取りがなされるように牽引されるべき方向（＝ＬＢn）と、がなす角度θｎが小さいときには発生せず、θｎが大きくなると発生することが、確認されている。
【０１１２】
巻き取りプーリへの巻き取り開始直後には乗り上げ巻き取りが発生させないように、ワイヤが牽引される方向と巻き取りプーリの位置関係を設定しても、巻き取りプーリへのワイヤの巻き取りが進行し、巻き付き数が増加すると角度θnが大きくなるので乗り上げ巻き取りが発生しやすくなる。
【０１１３】
ここまで、ワイヤ５２Ｆ２について説明したが、他のワイヤ５２Ｆ１、５２Ｒ１、５２Ｒ２についても同様であり、巻き取り開始時には密着巻き取りがなされれるように設定されていても、それぞれのプーリへの巻き付き数が増加するにつれて乗り上げ巻き取りが発生しやすくなる。
【０１１４】
したがって、ワイヤの巻き取りプーリへの巻き取りが進行した後でも、乗り上げ巻き取りを発生させないためには、巻き取りが進行した後でも、角度θnを小さく、例えば、０、あるいは０に近い値となるようにすれば良い。
【０１１５】
本発明の偏移機構部は、ワイヤの巻き取りプーリへの巻き取りが進行した後でも、ワイヤが巻き取りプーリに牽引される方向（＝ＬＡn）と、ワイヤが巻き取りプーリに既に巻き付けられている部分に隣接、かつ、平行に巻き取りがなされるように牽引されるべき方向（＝ＬＢn）と、がなす角度θnを小さくするように巻き取りプーリの位置を偏移させるように動作するものである。
【０１１６】
図５は偏移機構部の動作原理を説明する図である。図５においては、プーリ駆動軸６７ＰＦおよび動力伝達主軸６７Ｍは、それぞれの回転中心軸を以て表記されている。
【０１１７】
図５（ａ−１）、（ａ−２）は、巻き取りプーリ５７Ｆ２がワイヤ５２Ｆ２の巻き取りが開始していない初期状態にあるときの図である。このときの巻き付き数ｎは０である。図５（ａ−１）はワイヤ５２Ｆ２とプーリ５７Ｆ２位置関係を示す図であり、図５（ａ−２）はその要点を示す線図である。
【０１１８】
図５（ａ−１）に示すように、中間プーリ５６Ｆ２と巻き取りプーリ５７Ｆ２間に張架されたワイヤ５２Ｆ２は、巻き取りプーリ５７Ｆ２に巻き取られることにより巻き取りプーリ５７Ｆ２方向に牽引される。巻き取りプーリ５７Ｆ２は巻き取りプーリ軸６７ＰＦに軸装されており、巻き取りプーリ軸６７ＰＦは図示右側端部を自在継ぎ手６７ＪＦを介して動力伝達軸６７Ｍに連結されており、図示左側端部は軸受け６８ＰＦに回動可能に軸支されている。そして軸受け６８ＰＦは偏移機構部６９Ｆを介して本体に固定されている。偏移機構部６９Ｆは動力源としてステッピングモータ６９３ＭＦを備えており、ステッピングモータ６９３ＭＦを動作させることにより軸受け６８ＰＦの位置を図示矢印Ｗ方向に偏移することができる。偏移機構部６９により軸受け６８ＰＦの位置が偏移されると、巻き取りプーリ軸６７ＰＦは自在継ぎ手６７ＪＦにより動力伝達軸６７Ｍから回転力を伝達されつつ自在継ぎ手６７ＪＦ部を回動中心にして図示矢印に回動する。
【０１１９】
ステッピングモータ６９３ＭＦの動作は制御手段９０により制御される。９５は動力伝達軸６７Ｍが初期位置から回転した回数である回転回数を検知する回転回数センサであり、制御手段９０は回転回数センサ９５から伝達される動力伝達軸６７Ｍの回転回数情報を基にステッピングモータ６９３ＭＦの動作の制御を行う。
【０１２０】
回転回数センサ９５が検知する動力伝達軸６７Ｍの回転回数は、自在継ぎ手６７ＪＦを介して動力伝達軸６７Ｍに連結されている巻き取りプーリ軸６７ＰＦの回転回数であり、巻き取りプーリ軸６７ＰＦに軸装されている巻き取りプーリ５７Ｆ２の回転回数である。
【０１２１】
そして、巻き取りプーリ５７Ｆ２の回転回数は、巻き取りプーリ５７Ｆ２がワイヤ５２Ｆ２を巻き取る回転の回数であので、回転回数は、ワイヤが初期位置からプーリへ巻き付けられるプーリの回転の数となる。この初期位置からワイヤがプーリへ巻き付けられるプーリの回転の数を、巻き付き数ｎ、と記すものとする。巻き付き数ｎは動力伝達軸６７Ｍの回転回数に一致し、回転回数センサ９５が検知する動力伝達軸６７Ｍの回転回数を知ることにより巻き付き数ｎを知ることができる。
【０１２２】
巻き取りプーリ５７Ｆ２がワイヤ５２Ｆ２の巻き取りを開始していない初期状態にあるときには偏移機構部も初期位置にあり、本実施の形態の例においては、偏移機構部が初期位置にあるときには、自在継ぎ手６７ＪＦを介して連結されるプーリ軸６７Ｆと動力伝達軸６７Ｍとは、両者の回転軸が同一直線上に位置するように構成される。
【０１２３】
図５（ｂ−１）、（ｂ−２）は、ワイヤの巻き取りがなされ、巻き付き数ｎが大きくなったときの状態を示す図である。図５（ｂ−１）は、ワイヤ５２Ｆ２が巻き取りプーリ５７Ｆ２に巻き取られる様子を示す図であり、図５（ｂ−２）はその要点を示す線図である。
【０１２４】
図５（ｂ−１）に示されるように、巻き取りプーリ軸６７ＰＦは軸受け６８ＰＦの位置が偏移し、自在継ぎ手６７ＪＦを介して連結されるプーリ軸６７Ｆと動力伝達軸６７Ｍとは、両者の軸心が同一直線上に位置せず、自在継ぎ手６７ＪＦ部にて交差している。軸受け６８ＰＦの位置の偏移は偏移機構部６９Ｆによりなされる。このとき中間プーリ５６Ｆ２から巻き取りプーリ５７Ｆ２に向かうワイヤ５２Ｆ２が巻き取りプーリ５７Ｆ２に接する位置、すなわち、プーリ５７Ｆ２に巻き取られる位置はＰnであり、巻き取りが開始された時点での巻き取りプーリＦ２に巻き取られる位置Ｐ0より移動している。
【０１２５】
偏移機構部６９Ｆは、巻きつき数ｎのときに、巻き取りプーリに既に巻き付けられているワイヤに隣接して巻き取りがなされるように牽引されるべき方向（＝ＬＢn）が、ワイヤが巻き取りプーリに牽引される方向（＝ＬＡn）に一致するように、巻き取りプーリ軸６７ＰＦの軸受け６８ＰＦの位置を、巻き取りプーリ軸６７ＰＦが初期位置から角度θn傾けるように偏移する。
【０１２６】
巻き取りプーリ軸６７ＰＦを傾ける角度θnは、図４（ｂ−２）に示すように、Ｋ、Ｐn、Ｐ0を頂点とする三角形の頂点Ｋの内角と一致する。頂点Ｋの内角は、プーリへの巻き付き数がｎのときの頂点Ｋにおける内角（ｒｄ）は、ワイヤの径をｄ、中間プーリ５６Ｆ２上のＫと巻き取りプーリ５７が巻き取りを開始する位置Ｐ0との距離をＬとするとき、近似的に算式（ｎ×ｄ）／Ｌにより算出できる。角度θnとして、算式θn＝（ｎ×ｄ）／Ｌにより、近似的に算出した値を用いることによる実用上の問題はない。
【０１２７】
偏移機構部６９Ｆは、巻きつき数ｎのときに、算式θn＝（ｎ×ｄ）／Ｌにより算出した角度分、巻き取りプーリ軸６７ＰＦを初期位置から傾けるように軸受け６８ＰＦを偏移させる。
【０１２８】
巻きつき数ｎのときに、軸受け６８ＰＦが算式θn＝（ｎ×ｄ）／Ｌにより算出された角度分、初期位置から傾くように偏移されことにより、巻き取りプーリに既に巻き付けられているワイヤに隣接して巻き取りがなされるように牽引されるべき方向（＝ＬＢn）が、ワイヤが巻き取りプーリに牽引される方向（＝ＬＡn）に一致するので、乗り上げ巻き取りは発生せず、密着巻き取りを維持することができる。
【０１２９】
ここでワイヤの径ｄ、および、Ｌは設計上決定される数値（＝定数）であるので、θn＝（ｎ×ｄ）／Ｌ（ｒｄ）の算式により算出される頂点Ｋの内角は、巻き付き数ｎをパラメータとして算出できる。
【０１３０】
前述のように、回転回数センサ９５が検知する動力伝達軸６７Ｍの回転回数は、巻き取りプーリ５７Ｆ２の回転回数であり、巻き取りプーリ５７Ｆ２の回転回数は、巻き取りプーリ５７Ｆ２がワイヤ５２Ｆ２を巻き取る回転回数である。巻き取りプーリ５７Ｆ２がワイヤ５２Ｆ２を巻き取る回転回数が巻き付き数ｎになる。
【０１３１】
したがって、回転回数センサ９５が検知する動力伝達軸６７Ｍの回転回数は巻き取りプーリ５７Ｆ２への巻き付き数ｎに一致する。
【０１３２】
前述のように、制御手段９０は、ＣＰＵ、演算手段、および、記憶手段を有する。
【０１３３】
記憶手段は、ＣＰＵならびに演算手段を作動させるプログラム、および、設計上決定される数値であるワイヤの径ｄ、ならびに、Ｌの数値情報を収納する。
【０１３４】
制御手段９０にては、ＣＰＵは、演算手段に、回転回数センサ９５により検知された回転回数、すなわち巻き付き数ｎと、記憶手段に収納されたワイヤの径ｄ、ならびに、Ｌ（ＫとＰ0間の距離）の数値情報にもとづき、算式（ｎ×ｄ）／Ｌにて偏移されるべき数値を算出させ、算出された角度分、巻き取りプーリ軸６７ＰＦの軸受け６８ＰＦを偏移させるように、偏移部材６９１Ｆと、歯車６９２Ｆとの減速比Ｒを加味して、ステッピングモータ６９３ＭＦの動作量を算出させ、算出された動作量に基づいてステッピングモータ６９３ＭＦを動作させる。
【０１３５】
ステッピングモータ６９３ＭＦの動作により、偏移部材６９１Ｆの上面に固定された軸受け６８ＰＦの位置が、巻き付き数ｎに基づいて自在継ぎ手６７ＪＦの関節部を回動中心として回動する。
【０１３６】
巻き付き数ｎに基づいて、偏移機構部６９Ｆが軸受け６８ＰＦを偏移することにより、プーリ駆動軸６７ＰＦも自在継ぎ手６７ＪＦの関節部を回動中心として回動して、プーリ駆動軸６７ＰＦに軸装されている巻き取りプーリ５７Ｆ２に、既に巻き付き数ｎで巻き取られているワイヤに隣接して、巻き取りがなされるようにワイヤを牽引する方向（＝ＬＢn）を、ワイヤが巻き取りプーリに牽引される方向（＝ＬＡn）に一致させることができる。
【０１３７】
このように、巻き取りプーリ５７Ｆ２によるワイヤ５２Ｆ２の巻き取りの進行に合わせて、巻き付き数ｎに基づいて巻き取りプーリ５７Ｆ２を偏移させることにより、巻き取りプーリ５７Ｆ２に巻き取られているワイヤ５２Ｆ２に隣接して、巻き取りがなされるようにワイヤ５２Ｆ２を牽引する方向（＝ＬＢn）を、ワイヤ５２Ｆ２が巻き取りプーリ５７Ｆ２に牽引される方向（＝ＬＡn）に一致させることにより、巻き取りプーリ５７Ｆ２にての乗り上げ巻き取りの発生を防止する。
【０１３８】
なお、プーリ駆動軸６７ＰＦに、プーリ５７Ｆ２と共に軸装されているプーリ５７Ｆ１も巻き付き数ｎに基づいて偏移するプーリ駆動軸６７ＰＦにあわせて偏移するので、巻き取りプーリ５７Ｆ１に巻き取られているワイヤ５２Ｆ１に隣接して、巻き取りがなされるようにワイヤ５２Ｆ１を牽引する方向（＝ＬＢn）を、ワイヤＦ１が巻き取りプーリ５２Ｆ１に牽引される方向（＝ＬＡn）に一致させることができるので、乗り上げ巻き取りの発生が防止される。
【０１３９】
以上、巻き付き数ｎに基づいて偏移機構部６９Ｆが軸受け６８ＰＦを偏移させることにより巻き取りプーリ５７Ｆ１、５７Ｆ２へのワイヤ５２Ｆ１、５２Ｆ２の巻き取りに際して、乗り上げ巻き取りの発生を防止することを説明したが、巻き取りプーリ５７Ｒ１、５７Ｒ２へのワイヤ５２Ｒ１、５２Ｒ２の巻き取りも同様に、偏移機構部６９Ｒが、軸受け６８ＰＲを偏移させることにより乗り上げ巻き取りの発生を防止する。
【０１４０】
制御手段９０にて、ＣＰＵは、演算手段に、回転回数センサ９５により検知された回転回数、すなわち巻き付き数ｎと、記憶手段に収納されたワイヤの径ｄ、ならびに、Ｌ（ＫとＰ0間の距離）の数値情報にもとづき、算式（ｎ×ｄ）／Ｌにて偏移されるべき数値を算出させ、算出された角度分、巻き取りプーリ軸６７ＰＲの軸受け６８ＰＲを偏移させるように、偏移部材６９１Ｒと、歯車６９２Ｒとの減速比Ｒを加味して、ステッピングモータ６９３ＭＲの動作量を算出させ、算出された動作量に基づいてステッピングモータ６９３ＭＲを動作させる。
【０１４１】
ステッピングモータ６９３ＭＲの動作により、偏移部材６９１Ｒの上面に固定された軸受け６８ＰＲの位置が、巻き付き数ｎに基づいて自在継ぎ手６７ＪＦの関節部を回動中心として回動する。
【０１４２】
巻き付き数ｎに基づいて、偏移機構部６９Ｒが軸受け６８ＰＲを偏移することにより、プーリ駆動軸６７ＰＲも自在継ぎ手６７ＪＲの関節部を回動中心として回動し、プーリ駆動軸６７ＰＲに軸装されている巻き取りプーリ５７Ｆ１、５７Ｆ２に、既に巻き付き数ｎで巻き取られているワイヤに隣接して、巻き取りがなされるようにワイヤを牽引する方向（＝ＬＢn）を、ワイヤが巻き取りプーリに牽引される方向（＝ＬＡn）に一致させることができる。
【０１４３】
このように、巻き取りプーリ５７Ｒ１、Ｒ２によるワイヤ５２Ｒ１、５２Ｒ２の巻き取りの進行に合わせて、巻き付き数ｎに基づいて巻き取りプーリ５７Ｒ１、Ｒ２を偏移させることにより、巻き取りプーリ５７Ｒ１、Ｒ２に巻き取られているワイヤ５２Ｒ１、５２Ｒ２に隣接して、巻き取りがなされるようにワイヤ５２Ｒ１、５２Ｒ２を牽引する方向（＝ＬＢn）を、ワイヤ５２Ｒ１、５２Ｒ２が巻き取りプーリに牽引される方向（＝ＬＡn）に一致させることにより、巻き取りプーリ５７Ｒ１、Ｒ２にての乗り上げ巻き取りの発生を防止できる。
【０１４４】
したがって、用紙載置台を牽引する４本のワイヤは、乗り上げの発生なく各巻き取りプーリに巻き取られるので、用紙載置台の移動範囲のすべてにわたり常に安定した上下作動を行う給紙装置が提供できる。
【０１４５】
特に本実施の形態のような、動滑車を介して用紙載置台を昇降させる構成の給紙装置においては、ワイヤの牽引長さは用紙載置台の移動量の２倍を必要とし、各巻き取りプーリへのワイヤの巻き付き数ｎは大きくなるが、このような、巻き付き数が大きくなる構成にて乗り上げを発生させないので有効度が高い。
【０１４６】
本実施の形態における給紙装置は、用紙載置台を動滑車を介して牽引して昇降させるにあたり、ワイヤは、一端が給紙装置本体の上方に設けられた係止部に係止され、他端が用紙積載台に取り付けられた動滑車を巻回し、更に給紙装置本体の上方に支持された定滑車を巻回し、中間プーリを経由して、巻き取りプーリに止着される。そして、ワイヤの係止部から動滑車に向かう部分と、動滑車から定滑車に向かう部分とは、鉛直になるように構成される。
【０１４７】
巻き取りプーリは昇降駆動軸に連結するプーリ駆動軸に固定されており、昇降駆動軸を回転させることにより、巻き取りプーリは回転しワイヤを巻き取る。巻き取りプーリに巻き取られることによりワイヤは巻き取りプーリの方向に牽引され、係止部と定滑車との間の動滑車を回転させながら係止部と定滑車の方向に移動（上昇）させる。動滑車が移動（上昇）することにより、動滑車が取り付けられている用紙積載台は係止部と定滑車の方向に移動（上昇）する。動滑車が回転しつつ係止部と定滑車の方向に移動するときの用紙載置台の移動量は、ワイヤが巻き取りプーリに巻き取られて牽引される長さの１／２となる。
【０１４８】
ところで、前述の本実施の形態においては、４本のワイヤで動滑車を介して用紙載置台を昇降させるにあたり、用紙載置台の下限位置から上限位置に至るすべての移動範囲で動滑車を回転させているが、本発明の適用は、必ずしもすべての移動範囲に動滑車を回転させる方式に限定されるものではない。
【０１４９】
すなわち、用紙載置台が、用紙載置台の移動範囲の下限位置から、下限位置と上限位置との中間の位置（以下中間位置とも記す。例えば、用紙載置台の下限位置と上限位置との中央位置）にあるときは用紙載置台を動滑車を回転させてを移動（上昇）上昇させ、中間位置から上限位置にあるときは用紙載置台を動滑車を回転させないで牽引して上昇させるようにする方式に適用することも可能である。中間位置は、例えば、用紙載置台の下限位置と上限位置との中央位置の様に任意に定められる。
【０１５０】
このような、用紙載置台の下限位置から、中間位置までは動滑車を回転させて用紙載置台を牽引して用紙載置台を上昇させ、中間位置から上限位置までは動滑車を回転させないで牽引して用紙載置台上昇させる方式は、４本のワイヤの、係止部と、動滑車との中間の位置に繋止部材を配設することにより実現できる。
【０１５１】
以下、その内容を説明する。
【０１５２】
図６は、用紙載置台の下限位置から、中間位置までは動滑車を回転させて用紙載置台を上昇させ、中間位置から上限位置までは動滑車を回転させないで牽引して用紙載置台を上昇させる方式を適用した給紙装置の断面図である。図６（ａ）は、用紙載置台５１が移動範囲の下限位置にあるとき、図６（ｂ）は、用紙載置台５１が移動範囲の上限位置と下限位置との中間位置にあるとき、図６（ｃ）は、用紙載置台５１が移動範囲の上限位置にあるときを示す。
【０１５３】
図６に示される８０Ｆ１、８０Ｆ２、８０Ｒ１、８０Ｒ２はそれぞれワイヤ５２Ｆ１、５２Ｆ２、５２Ｒ１、５２Ｒ２に固定された繋止部材である。繋止部材８０Ｆ１、８０Ｆ２、８０Ｒ１、８０Ｒ２（以下繋止部材８０Ｆ１〜８０Ｒ２とも記す）は、図６（ｂ）に示されるように、ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２が巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２に巻き取られることにより水平を保ちつつ上昇する用紙載置台５１が、移動範囲の上限位置と下限位置との中間の任意の位置（例えば移動範囲の上限位置と下限位置との中間位置）に到達したときに動滑車５４Ｆ１〜５４Ｒ２に同時に触設する位置に固定されている。
【０１５４】
図６（ａ）は、用紙載置台５１が移動範囲の下限位置にあるときであり、この状態から巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２がワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２の巻き取りを開始すると、動滑車５４Ｆ１〜５４Ｒ２が回転しつつ係止部５３Ｆ１〜５３Ｒ２へ向かって移動し、用紙載置台５１は水平を保ちつつ上昇する。このときの用紙載置台５１の移動量は、ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２が巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２に巻き取られて牽引される長さの１／２となる。
【０１５５】
巻き取りプーリ５７Ｆ１〜５７Ｒ２によるワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２の巻き取りが継続し、用紙載置台５１が図６（ｂ）に示される位置に到達すると、動滑車５４Ｆ１〜５４Ｒ２は繋止部材８０Ｆ１〜８０Ｒ２に同時に触設する。繋止部材８０Ｆ１〜８０Ｒ２が動滑車５４Ｆ１〜５４Ｒ２に触設すると、ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２が牽引されても繋止部材８０Ｆ１〜８０Ｒ２によりワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２が動滑車５４Ｆ１〜５４Ｒ２を巻回することができなくなるので、ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２がさらに牽引されても動滑車５４Ｆ１〜５４Ｒ２は回転されなくなる。
【０１５６】
そして、ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２がさらに牽引されると、動滑車５４Ｆ１〜５４Ｒ２はワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２の牽引量で定滑車５５Ｆ１〜Ｒ２の方向に牽引される。
【０１５７】
動滑車５４Ｆ１〜５４Ｒ２が回転せずに牽引されるときには、ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２における、係止部５３Ｆ１〜５３Ｒ２に開始されている端部から繋止部材８０Ｆ１〜８０Ｒ２が固定されている位置までの範囲部分は、動滑車５４Ｆ１〜５４Ｒ２の牽引には寄与しない。したがって、動滑車５４Ｆ１〜５４Ｒ２が固定されている用紙載置台５１は、ワイヤ５２Ｆ１〜５２Ｒ２が牽引される長さに等しい移動量で上昇し、図６（ｃ）に示す移動範囲の上限位置に至る。
【０１５８】
このような方式にては、用紙載置台が下限位置から中間位置までの間にあるとき、すなわち、用紙載置台へ積載されている用紙の量が多いときには、動滑車を回転させて用紙載置台を上昇させるので、ワイヤにより用紙載置台を直接牽引して上昇させる一般の方式に比較して、計算上では、ワイヤの強度を１／２に、また、巻き取りプーリを回転させる動力源の出力を１／２にすることができる。ただし、用紙載置台が下限位置から中間位置までの間にあるときの用紙載置台の移動量はワイヤが牽引される長さの１／２になる。
【０１５９】
そして、用紙載置台が中間位置から上限位置までの間にあるとき、すなわち、用紙載置台へ積載されている用紙が給紙され、用紙載置台の積載量が少なくなったときには、動滑車を回転させずに用紙載置台を定滑車に向かって牽引し上昇させるので、用紙載置台をワイヤが牽引される長さに等しい量で上昇させることができる。このとき、用紙載置台の積載量が少なくなっているので、ワイヤの強度および、巻き取りプーリを回転させる動力源の出力を増加する必要はない。また、用紙載置台が上昇する速度は、下限位置から中間位置まで上昇させるとき（用紙載置台はワイヤが牽引される長さの１／２で移動）よりも速くなる。このような方式では、用紙載置台を下限位置から中間位置まで移動させるに際して用紙載置台の移動量の２倍の長さ分ワイヤを牽引する必要があり、巻き取りプーリへの巻きつき数ｎが増加するが、巻きつき数ｎが増加しても本発明を適用することにより、乗り上げ巻き上げは発生せず、用紙載置台の移動範囲のすべてにわたり常に安定した上下作動を行う給紙装置が提供できる。
【０１６０】
なお、本発明の実施の形態の用紙積載台昇降機構は動滑車を有しているが、動滑車を有する構成に限定されるものではない。例えば、本発明の実施の形態にて説明した用紙積載台昇降機構において、動滑車を使用せずに、ワイヤの端部を用紙載置台に直接係止して巻き取りプーリにて牽引するような構成にしても良い。
【０１６１】
また、ワイヤは本発明の実施の形態の４本に限定されるものではない。
【０１６２】
本発明の実施の形態では、複写機に接続して使用される大容量給紙装置ＬＴを示したが、画像形成装置本体内に配置された水平昇降型の給紙装置にも適用可能である。また、プリンタ、軽印刷機、多機能を有する複合機等の画像形成装置と接続する給紙装置にも、本発明の給紙装置は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６３】
【図１】本発明に係る給紙装置を備えた大容量給紙装置を画像形成装置に接続してなる画像形成システムの構成図である。
【図２】本発明に係る水平昇降方式の用紙積載台昇降機構部、および、本発明に係る水平昇降方式の用紙積載台昇降機構部におけるワイヤの配置を説明する斜視図である。
【図３】本発明に係る用紙積載台昇降機構を適用した大容量給紙装置ＬＴの断面図である。
【図４】巻き取りプーリ５７Ｆ２にワイヤ５２Ｆ２が巻き取られる状態を説明する概念図である。
【図５】本発明に係る偏移機構部の動作原理を説明する図である。
【図６】用紙載置台の下限位置から、中間位置までは動滑車を回転させて用紙載置台を上昇させ、中間位置から上限位置までは動滑車を回転させないで牽引して用紙載置台を上昇させる方式を適用した給紙装置の断面図である。
【図７】用紙載置台の昇降に動滑車を用いる給紙装置における、用紙積載台昇降機構の概念図である。
【図８】巻き取りプーリにワイヤが密着巻き取りにて巻き取られている状態を示す図である。
【図９】巻き取りプーリにワイヤが乗り上げ巻き取りにて巻き取られている状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１６４】
４０  給紙手段（第１給紙部）
５０  用紙積載台昇降機構部
５１  用紙積載台
５２Ｆ１、５２Ｒ１、５２Ｆ２、５２Ｒ２  ワイヤ
５３Ｆ１、５３Ｒ１、５３Ｆ２、５３Ｒ２  係止部
５４Ｆ１、５４Ｆ２、５４Ｒ１、５４Ｒ２  動滑車
５５Ｆ１、５５Ｆ２、５５Ｒ１、５５Ｒ２  定滑車
５６Ｆ１、５６Ｆ２、５６Ｒ１、５６Ｒ２  中間プーリ
５７Ｆ１、５７Ｆ２、５７Ｒ１、５７Ｒ２  巻き取りプーリ
５８Ａ、５８Ｂ  ガイド溝部
６７  昇降駆動軸
６７Ｍ  動力伝達主軸
６７ＰＦ、６７ＰＲ  プーリ駆動軸
６８ＰＦ、６８ＰＲ  軸受け
６９Ｆ、６９Ｒ  偏移機構部
６９１Ｆ、６９１Ｒ  偏移部材
６９２Ｆ、６９２Ｒ  歯車
６９３ＭＦ、６９３ＭＲ  ステッピングモータ
８０Ｆ１、８０Ｆ２、８０Ｒ１、８０Ｒ２  繋止部材
９０  制御手段
Ａ  画像形成装置
Ｇ  駆動伝達系
ＬＴ  大容量給紙装置
Ｍ  駆動モータ
Ｓ  用紙
【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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