(57)【要約】【課題】用紙トレイの「半ドア」状態を防止し、且つ用紙の走行位置を各用紙トレイごとに調整できる給紙装置を提供する。【解決手段】引き出し方式の用紙トレイを持つ電子写真装置において、用紙トレイの内部に設置された用紙昇降機構によって駆動されるシャフト上に設置され、シャフトの軸方向に移動することができる螺旋状の溝を持つカップリングと、このカップリングに連結して伝達トルクを規制する機構と、電子写真装置本体と用紙トレイを位置決めするための突起ピンを移動可能な構造とし、且つ任意の位置で固定できる構造とすることで達成される。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真装置本体に対して引出し可能な用紙トレイと、前記電子写真装置本体に対する前記用紙トレイの位置を検出するセンサと、前記用紙トレイに設置され、用紙を印刷可能な位置まで上昇させる昇降機構と、該昇降機構に駆動される回転可能なシャフトと、前記シャフトにトルク規制装置を介して連結され、かつ前記シャフトの軸方向にスライド可能であり、用紙が印刷可能な位置へと上昇する方向に前記シャフトが回転する場合には、前記用紙トレイを前記電子写真装置本体に向って引き込みながら移動し、用紙が印刷可能な位置より下降する方向へと前記シャフトが回転する場合には、前記用紙トレイを前記電子写真装置本体から引き出す方向に移動する螺旋状の溝を持つカップリングと、前記電子写真装置本体に設置され、前記カップリングの螺旋状の溝に嵌合する案内部材を備えたことを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
請求項１記載の給紙装置において、前記用紙トレイの前記電子写真装置本体に対する位置は、前記電子写真装置側に設けられた突起ピンと、前記用紙トレイ側に設けられた嵌合部材との当接により決定され、前記突起ピンは前記用紙トレイの出し入れ方向に移動可能であり、かつ任意の位置に固定することができることを特徴とする給紙装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の給紙装置において、該給紙装置から画像形成装置の間に設けられ、用紙の搬送方向の走行位置を検出するためのセンサと、前記突起ピンを前記用紙トレイの出し入れ方向に移動させるための駆動装置と、前記センサの情報を基に前記突起ピンの移動量を決定し、前記駆動装置を駆動、制御する制御装置を備えた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、電子写真装置の給紙装置に係り、特にその中でも引き出し式の用紙トレイをもつ給紙装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子写真装置、いわゆるプリンタやコピー機における給紙装置においては、引き出し式の用紙トレイを持つものが広く普及している。この場合、電子写真装置の本体に対する用紙トレイの位置は、電子写真装置の本体あるいは用紙トレイに設けられた突起形状のピンと、このピンに嵌合する嵌合部材の組み合わせにより決定され、収納位置においてはバネなどにより用紙トレイを電子写真装置側に引き込む力を作用させ続け、その位置を保持する場合が多い。
【０００３】
また、これら引き出し式の用紙トレイを持つ電子写真装置では、印刷中に用紙トレイが引き出されて用紙詰まりなどの不具合が発生しないように用紙トレイをロックする機構を備えた電子写真装置もある。この例としては特許文献１などがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７８９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の電子写真装置の給紙装置、特に用紙の収納量が大きい給紙装置においては、オペレータが十分な勢いで用紙トレイを押し込まなかった場合などにおいて、用紙トレイが最後まで収納されず、位置決めのためのピンと嵌合部材の間にわずかな隙間を持った状態で停止してしまう状態、いわゆる自動車のドアなどの開閉状態を表現する場合に使われる「半ドア」の状態になってしまう場合があり、この状態にて印刷を開始した場合、印刷位置のズレが発生するという不具合があった。
【０００６】
この不具合に対する解決策としては、前記した用紙トレイを保持するためのバネ力を増加させる方法があるが、反面、用紙トレイの操作性が低下する欠点があり、収納量の大きい用紙トレイを持つ電子写真装置においては、通常の操作力を超えたバネ力を設定しなければ十分に用紙トレイを引き込めないため、実用上に問題があった。従ってこのような収納量の大きい用紙トレイを持つ電子写真装置においては、電動開閉式の用紙トレイを採用する場合も多い。また、用紙トレイを複数持つ電子写真装置の給紙装置においては、それぞれの用紙搬送路のズレにより、使用する用紙トレイによって用紙の走行位置に差が出てしまい、印刷位置のズレが発生するという不具合があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み、用紙トレイの「半ドア」を防止すると共に、用紙収納量が大きく、且つ複数個の用紙トレイを持つ電子写真装置などにおいても、印刷位置のズレを防止できる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】
【０００８】
上記目的に対し請求項１に係る発明は、電子写真装置本体に対する前記用紙トレイの位置を検出するセンサと、用紙トレイに設置され、用紙を印刷可能な位置まで上昇させる昇降機構と、昇降機構に駆動される回転可能なシャフトと、シャフトにトルク規制装置を介して連結され、かつシャフトの軸方向にスライド可能であり、用紙が印刷可能な位置へと上昇する方向にシャフトが回転する場合には、用紙トレイを電子写真装置本体に向って引き込みながら移動し、用紙が印刷可能な位置より下降する方向へとシャフトが回転する場合には、用紙トレイを電子写真装置本体から引き出す方向に移動する螺旋状の溝を持つカップリングと、電子写真装置本体に設置され、カップリングの螺旋状の溝に嵌合する案内部材を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また請求項２に係る発明は、用紙トレイの電子写真装置本体に対する位置を、電子写真装置側に設けられた突起ピンと、用紙トレイ側に設けられた嵌合部材との当接により行い、突起ピンは用紙トレイの出し入れ方向に移動可能であり、かつ任意の位置に固定することができることを特徴とする。
【００１０】
また更に請求項３に係る発明は、給紙装置から画像形成装置の間に設けられ、用紙の搬送方向の走行位置を検出するためのセンサと、突起ピンを用紙トレイの出し入れ方向に移動させるための駆動装置と、センサの情報を基に突起ピンの移動量を決定し、駆動装置を駆動、制御する制御装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記の様に構成された給紙装置においては、用紙トレイが電子写真装置の本体に収納され、位置検出用センサが用紙トレイの位置を検出し、用紙昇降装置が駆動されて用紙が上昇を始めると、昇降装置のシャフトに連結された螺旋状の溝を持つカップリングが電子写真装置の本体側に設置された案内部材に嵌合し、用紙トレイが本体側に引き込まれていくため、「半ドア」状態が解消される。
【００１２】
また、印刷中はこのカップリングにより用紙トレイがロックされて引き出せない状態になるため、他にロック機構を設ける必要がなく、装置のコスト低減が図れる。
【００１３】
さらに、用紙トレイと電子写真装置本体の位置を決める突起ピンは、用紙トレイの出し入れ方向に移動可能であり、かつ任意の位置で固定できるため、各用紙トレイにて個別に用紙走行位置を調整することができ、印刷位置ズレを防止することが可能となる。
【００１４】
さらに、突起ピンに駆動装置を連結させ、用紙搬送路に設置したセンサの情報をもとに、この突起ピンの移動量を印刷に適した位置に移動するよう制御した場合、用紙トレイの出し入れ操作を行うたびに、自動的に各用紙トレイの用紙走行位置のズレを補正することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の給紙装置は、用紙トレイの位置を検出するセンサと、用紙トレイに設置されて用紙を印刷位置に昇降させる昇降装置と、この昇降機構に駆動されて回転するシャフトにトルク規制装置を介して螺旋状の溝を持つカップリングを設け、電子写真装置本体側にはカップリングと嵌合する案内部材を設置し、用紙の上昇する方向にシャフトが回転する場合には、カップリングが用紙トレイを電子写真装置の本体側に引き込む方向に螺旋の向きを設定することで実現した。
【００１６】
また、用紙トレイを電子写真装置の本体に位置決めするための突起ピンを、用紙トレイの出し入れ方向に移動可能な構造とし、且つこの突起ピンを駆動装置と連結させ、用紙搬送路上に設置したセンサからの用紙の位置情報をもとに、移動量を設定することで実現した。
【００１７】
以下、本発明による実施例について図面を参照して説明する。図１、図２は本発明による実施例であり、図１は用紙トレイが電子写真装置の本体から引き出されている図であり、図２は用紙トレイが電子写真装置の本体に収納され、印刷可能な位置に収納されている図である。
【００１８】
これらの図において、１は用紙トレイ、２は電子写真装置の本体（以下、本体と呼ぶ）であり、用紙トレイ１は図示しないスライド機構により水平移動する構造になっている。また、３は用紙トレイ１が本体２に収納されたことを検出するための光遮断方式のセンサであり、用紙トレイ１に設けた突起部４がセンサ光を遮ることによって本体２に収納されたことを検出する仕組みである。
【００１９】
用紙トレイ１がオペレータにより押し込まれ、これをセンサ３が検出すると、図示しない制御装置の信号により、昇降機構５が駆動を開始するよう設定されている。６は用紙トレイ１が収納された時、本体２との位置を決定するための突起ピンであり、用紙トレイ１側に取り付けた嵌合部材7と嵌合して突き当たることにより位置が決まる。また８は用紙トレイ１が収納される際の勢いを減衰させると共に、用紙トレイ１が所定位置まで収納できたことをオペレータに感触で知らせるラッチ機構であり、用紙トレイ１の完全な収納位置、つまり図２の位置においては用紙トレイ１を本体側に引き込む力を作用させ続けている。
【００２０】
また、用紙トレイ１の中には、用紙を積載し昇降させるためのモータユニット９が設置されており、このモータユニット９に連結されたシャフト１０には、図示しない用紙昇降用ワイヤを巻き上げるためのスピニングホイール１１と、螺旋状の溝を持ったカップリング１２およびトルク規制装置１３、キャップ１４、コイルバネ１５が取り付けられていて、用紙トレイ１が本体２に収納され、昇降機構５が駆動を始めると、本体２側に設置された案内部材１６とカップリング１２が嵌合し、用紙トレイ１を本体２側に引き込む仕組みになっている。
【００２１】
ここで、カップリング１２、トルク制御装置１３、キャップ１４、コイルバネ１５の構造について図６を使って説明すると、まず、カップリング１２とトルク規制装置１３はトルク規制装置１３のツメ１７により連結され、トルク規制装置１３とシャフト１０はピン１８によってシャフト１０にあけられた長穴１９に固定される構造になっている。トルク規制装置１３は一定以上のトルクが作用すると空転する装置であり、仮にカップリング１２に設定値以上の負荷が作用する場合にはシャフト１０からのトルクはカップリング１２に伝達されず、空転する仕組みとなっている。
【００２２】
また、ピン１８はシャフト１０の長穴１９に挿入されて設置されているため、シャフト１０の軸方向に長穴１９の長さ分だけ移動可能となっている。さらにトルク規制装置１３とシャフト１０の間にコイルバネ１５を設置し、常にシャフト１０に対してカップリング１２とトルク規制装置１３を本体２に設置された案内部材１６の方向へ押付けている。ここでキャップ１４はピン１８の抜け防止の役割を持ち、ワッシャ２０はコイルバネ１５の座の役割を果している。
【００２３】
以上のように構成された給紙装置において、用紙トレイ１が収納される過程において、カップリング１２の動作の様子を示したのが図３、４、５であり、これらの図を使用して用紙トレイを本体に押し込む時と、引き出す時の様子について説明する。
【００２４】
まず、用紙トレイを押し込んでいくと、図３のようにカップリング１２と本体２側の案内部材１６が接近してくる。この時点では図１、２に示した用紙トレイ１の突起部４はセンサ３に到達しておらず、昇降機構５は駆動を始めない。
【００２５】
さらに用紙トレイ１が押し込まれ、ラッチ機構８が作用する図４の位置まで収納されると、カップリング１２が本体２側の案内部材１６のツメ２１と接触して押され、用紙トレイ１側に逃げている状態となる。ここでセンサ３が用紙トレイ１を検出し、昇降機構５の駆動が始まると、カップリング１２の溝と案内部材１６のツメ２１が嵌合し、カップリング１２の螺旋形状がツメ２１に沿って移動するため、カップリング１２はストッパリング２２に突き当たり、用紙トレイ１を本体２側に引き込んでいくことになる。
【００２６】
そして図５に示すように、図１、２に示した嵌合部材７が突起ピン６に突き当たる位置まで、つまり完全に用紙トレイ１が収納された位置にカップリング１２が到達すると、カップリング１２の回転は止まり、用紙トレイ１は完全に収納された状態になる。ここで、シャフト１０は用紙の上昇のために回転を続けるが、トルク規制装置１３により空転するため、用紙の昇降動作には影響を与えることがない。また、この位置で用紙トレイ１をオペレータが誤って引き出そうとしても引き出せない、つまりロックが掛かった状態となる。
【００２７】
次に、印刷が終了し、用紙トレイ１が引き出される場合について説明する。まず図示しない制御装置から用紙を下降する信号が発信され、昇降機構５が駆動を始めると、図５の状態でシャフト１０が用紙上昇時の回転とは逆の方向に回転し、カップリング１２は用紙トレイ１側に移動し、図４の状態となり、用紙トレイ１のロックが解除される。ここでシャフト１０は用紙が最下位置に到達するまで回転し続けるが、カップリング１２は図４の位置で案内部材１６に対し空転を続けるため、他に影響を与えることがなく、用紙の下降動作は継続される。
【００２８】
尚、前記した一連の動作において、昇降機構５のモータの発生トルクは、用紙の昇降に必要なトルクと、用紙トレイ１を引き込むためのトルクを加えた以上の値が必要であり、また、トルク規制装置１３の設定トルクは、用紙トレイ１の最大引き込み力をシャフト１０のトルクに変換した値以上であり、モータの最大発生トルクを超えないことが必要条件となる。また、スピニングホイール１１の回転量は、用紙トレイ１の引き込み量から決定されるカップリング１２の回転量より大きいという条件が必要となる。
【００２９】
次に本発明による用紙トレイ１と本体２の位置を決める、突起ピン６と嵌合部材７について詳細を説明する。図８は前記した突起ピン６と嵌合部材７の詳細構造を示す図であり、突起ピン６は嵌合部材７と突き当たるフランジ部２３と雄ネジ部２４、および斜歯ギヤ２５から成り、この斜歯ギヤ２５にはウォーム２６およびこのウォーム２６を駆動するモータ２７が連結されている。また、雄ネジ部２４は本体２側に設置された雌ネジ部２８に挿入されており、モータ２７の回転により突起ピン６が用紙トレイ１の出し入れ方向に移動可能な構造となっている。ここで突起ピン６の移動方向は、モータ２７の回転方向によって決定され、その移動量はモータ２７の回転量により任意に調整可能である。この構造により本体２に対する用紙トレイ１の位置が調整可能となる。さらにウォーム２６と斜歯ギヤ２５は、その減速比の特徴からセルフロック効果を持っており、モータ２７が停止している時には突起ピン６は固定され、用紙トレイ１の出し入れの衝撃によって位置が動いてしまうことはない。
【００３０】
また更に、本発明では、図９に示す位置に用紙の走行位置を検出するセンサ２９を設置し、このセンサ２９からの信号をもとにモータ２７の駆動を制御することで、用紙トレイの出し入れ操作のたびに自動的に用紙の走行位置を補正することも可能である。この場合、一度印刷された用紙の走行位置を記憶しておいて、次回、用紙トレイが引き出されている間に調整機構を動作させるようにプログラムを設定しておくことで、各用紙トレイの走行位置調整が可能となる。
【００３１】
また、本発明の他の実施例として、前記した斜歯ギヤ２５およびモータ２７の組み合わせを図７に示すナット３０に置き換え、手動にて各用紙トレイの用紙走行位置を調整する方法もある。この場合、用紙トレイを引き出すたびに調整することはできないが、オプションによる給紙装置の追加など、外付け装置の設置時に発生する用紙走行位置のズレなどに対して特に有効な方法である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上、本発明によれば、収納量の大きい給紙装置においても、用紙トレイの「半ドア」状態を防止でき、さらに用紙走行位置は各用紙トレイごとに調整可能であるため、用紙トレイを複数持つ電子写真装置においても印刷位置のズレを防止した給紙装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例にて用紙トレイを引き出した様子を示した側面図である。
【図２】本発明の実施例にて用紙トレイを収納した様子を示した側面図である。
【図３】本発明の実施例にて用紙トレイが引き込まれる様子を示した側面図である。
【図４】本発明の実施例にて用紙トレイが引き込まれる様子を示した側面図である。
【図５】本発明の実施例にて用紙トレイが引き込まれる様子を示した側面図である。
【図６】本発明の実施例にてカップリングの構造を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例にて突起ピンの構造を示す側面図である。
【図８】本発明の実施例にて突起ピンの構造を示す側面図である。
【図９】本発明の実施例における電子写真装置のセンサの位置を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１は用紙トレイ、２は電子写真装置の本体、３はセンサ、４は突起部、５は昇降機構、６は突起ピン、７は嵌合部材、８はラッチ機構、９はモータユニット、１０はシャフト、１１はスピニングホイール、１２はカップリング、１３はトルク規制装置、１４はキャップ、１５はコイルバネ、１６は案内部材、１７はトルク規制装置１３のツメ、１８はピン、１９は長穴、２０はワッシャ、２１は案内部材１６のツメ、２２はストッパリング、２３はフランジ部、２４は雄ネジ部、２５は斜歯ギヤ、２６はウォーム、２７はモータ、２８は雌ネジ部、２９はセンサ、３０はナット。
【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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