(57)【要約】【課題】用紙を載置する載置板を画像形成装置に昇降可能に組み込み、その高さ位置をモータ等によって制御する給紙装置において、用紙補給時に、速やかに、しかも簡易な構成で載置板を降下させるようにする。【解決手段】給紙装置２は、ステップモータ５１が駆動されて、その駆動力を、太陽歯車５３、歯車固定板５５に固定される遊星歯車５４及び歯車５６を介して伝達することにより、支持梁２６，２７により昇降自在に支持されて複数の用紙Ｐが積載される載置板２３を上昇させる。そして、使用者により、用紙押さえ２８が前方へ倒されると、用紙押さえ２８に連動する歯車リリース板３２が、歯車固定板５５を回転して遊星歯車５４を、歯車５６から離間する。これにより、載置板２３は、ステップモータ５１からの保持力を失い、自重により降下する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の用紙が積載される載置板を昇降自在に支持すると共に、外部から駆動力を受けて前記載置板を上昇させる支持手段と、
前記載置板に積載された用紙の最上面が給紙のための所定の高さ位置となるように前記支持手段を駆動する駆動手段と、
該駆動手段からの駆動力を前記支持手段に伝達する動力伝達機構と、
を備えた給紙装置において、
使用者による操作によって第１位置及び第２位置の何れかに切り換え可能な操作用レバーを備え、
前記動力伝達機構は、前記操作用レバーが第１位置にあるとき、前記駆動力を前記支持手段に伝達し、前記操作用レバーが前記第２位置にあるとき、前記支持手段への駆動力の伝達経路を遮断することを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
前記操作用レバーは、前記第１位置にあるとき、前記載置板に載置された複数の用紙の一端縁に当接されて、各用紙の端を揃え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】
前記操作用レバーは、前記第１位置での前記用紙への当接位置を調整可能であることを特徴とする請求項２に記載の給紙装置。
【請求項４】
前記支持手段は、一方向に回転されることにより前記載置板を上昇させる受力歯車を備え、
前記動力伝達機構は、前記駆動手段により回転される太陽歯車と、該太陽歯車の周りを回る遊星歯車とを備え、
該遊星歯車は、前記操作用レバーが前記第１位置にあるときに前記受力歯車と噛合可能となり、前記操作用レバーが前記第２位置にあるときに前記受力歯車から離間されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか記載の給紙装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか記載の給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ装置、コピー機に代表される画像形成装置およびこの画像形成装置に用紙を供給する給紙装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プリンタ、ファクシミリ装置、コピー機などの画像形成装置に用紙を供給する給紙装置として、多量の用紙を収容できるようにするために、積層された用紙を載置する載置板をワイヤーロープなどで吊り下げ、このワイヤロープをモータなどにより巻き取ることによって載置板を上昇させることにより、用紙の最上面を給紙のための所定の高さ位置に制御するよう構成されたものが知られている。
【０００３】
ところで、このような給紙装置では、載置板に積載された用紙の最上面に、ピックアップローラなどの給紙用機器が当接されるため、用紙を補給するためには、モータ等で上昇させた載置板を一旦下げる必要がある。
そこで、従来の給紙装置では、画像形成装置に着脱可能な用紙カセット内に載置板を昇降可能に設け、画像形成装置から用紙カセットを取り外す際に、用紙カセット側の載置板と、画像形成装置側のモータの駆動軸とが切り離され、載置板が自重で下がるようにしている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２１７２６６  特許公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像形成装置においては小型化が要望されており、給紙装置としても小型化するために、用紙カセットを用いることなく構成することが考えられている。つまり、給紙装置を画像形成装置本体に直接組み込むことで、用紙カセットの画像形成装置への着脱機構を無くし、画像形成装置の小型化を図るのである。
【０００６】
しかし、用紙カセットを用いることなく給紙装置を構成すると、上記のように用紙カセットを外す行為によって載置板を降下させることができなくなってしまう。
一方、画像形成装置本体に組み込まれた載置板を降下させるために、モータへの通電を遮断することが考えられるが、この方法では、駆動系のフリクションがあるため、載置板が降下しない、とか、載置板の降下に時間を要することが考えられる。
【０００７】
また、この問題を改善するために、用紙補給の際に、スイッチなどを操作し、モータを逆回転させて、載置板を降下させる方法が考えられるが、この方法では、モータを逆回転させるための回路が必要になるとか、装置の電源が供給されていない場合には用紙の補給をすることができないという問題がある。
【０００８】
本発明は、こうした問題点に鑑みなされたものであり、用紙を載置する載置板を画像形成装置に昇降可能に組み込み、その高さ位置をモータ等によって制御する給紙装置において、用紙補給時に、速やかに、しかも簡易な構成で載置板を降下させることができるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１記載の給紙装置においては、複数の用紙が積載される載置板を昇降自在に支持すると共に、外部から駆動力を受けて載置板を上昇させる支持手段と、載置板に積載された用紙の最上面が給紙のための所定の高さ位置となるように支持手段を駆動する駆動手段と、駆動手段からの駆動力を前記支持手段に伝達する動力伝達機構と、使用者による操作によって第１位置及び第２位置の何れかに切り換え可能な操作用レバーとを備え、動力伝達機構が、操作用レバーが第１位置にあるとき、駆動力を支持手段に伝達し、操作用レバーが第２位置にあるとき、支持手段への駆動力の伝達経路を遮断する。
【００１０】
この結果、本発明の給紙装置によれば、操作用レバーを第１位置に操作すれば、支持手段に駆動力が伝達され、操作用レバーを第２位置に操作すれば、支持手段への駆動力が遮断されて、駆動力が遮断された載置板が降下する。
これにより、通常、操作用レバーを第１位置として用い、支持手段に駆動力が伝達されるようにし、用紙補給の際に、操作用レバーを第２位置へ操作して、速やかに、しかも簡易な構成で載置板を降下して、用紙補給を行えるようにできる。
【００１１】
また、操作用レバーは、載置板を降下させるために専用に設けても良いが、給紙装置の他の部品と共用した、請求項２に記載の給紙装置のように構成すると良い。
即ち、請求項２に記載の給紙装置において、操作用レバーが、第１位置にあるとき、載置板に載置された複数の用紙の一端縁に当接されて、各用紙の端を揃える。
【００１２】
この結果、本発明（請求項２）の給紙装置によれば、各用紙の端を揃えることができ、給紙装置として用紙の位置をそろえるために必要な用紙押さえ板を操作用レバーで実現できる。このため、操作用レバーを設ける空間を削減し、部品点数も減らすことができる。よって、画像形成装置の小型化につなげることができて良い。
【００１３】
また、本発明の給紙装置の場合、用紙の補給は、上方にピックアップローラなどの給紙用の機器が配置された状態で、載置板に対して横方向から用紙を挿入することになる。この場合、用紙側面に設けられている用紙押さえ板の移動が必要となるが、この用紙押さえ板を移動する位置を、駆動力の伝達経路を遮断する第２位置とすると、用紙押さえ板を移動する操作と、載置板を降下させる操作とを一つの操作で行えるようにできる。
【００１４】
また、操作用レバーを用紙押さえ板として用いるには、種々の用紙サイズに対応できるように、請求項２の給紙装置における操作用レバーを、請求項３に記載のように、第１位置での用紙への当接位置を調整可能にすると良い。
また、動力伝達機構としては、種々の構成による機構が考えられるが、例えば、請求項４に記載の給紙装置のように構成すると良い。
【００１５】
即ち、請求項４に記載の給紙装置においては、支持手段が、一方向に回転されることにより前記載置板を上昇させる受力歯車を備え、動力伝達機構が、駆動手段により回転される太陽歯車と、太陽歯車の周りを回る遊星歯車とを備え、遊星歯車は、前記操作用レバーが第１位置にあるときに受力歯車と噛合可能となり、操作用レバーが第２位置にあるときに受力歯車から離間される。
【００１６】
この結果、本発明（請求項４）の給紙装置によれば、単純な構造の太陽歯車と遊星歯車とを用い、遊星歯車を受力歯車から離間させるには大きな力は必要無いため、動力伝達機構を簡易な構成にできる。
一方、請求項５に記載の発明の画像形成装置は、請求項１〜請求項４にいずれか記載の給紙装置を備えたことを特徴とする。
【００１７】
このような画像形成装置によれば、請求項１〜請求項４の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
図１は、本発明の給紙装置２を備えたインクジェットプリンタ１全体の内部構成を表す概略側面図である。
【００１９】
インクジェットプリンタ１は、用紙Ｐを一枚毎に給紙する給紙装置２と、その給紙装置２より給紙される用紙Ｐに画像の印刷を行う記録装置３とで構成されている。尚、給紙装置２が装着されている側（図１における左側）がインクジェットプリンタ１の前方である。
【００２０】
給紙装置２は、図１に示す給紙シャーシ２０と、ピックアップローラ部８０と、センサ８９とからなり、給紙シャーシ２０には、図２の側面図及び図３の正面図に示す、複数の用紙が積載される載置板２３、支持手段としての支持梁２６，２７、操作用レバーとしての用紙押さえ２８、駆動手段としてのステップモータ５１、動力伝達機構としての歯車５２、太陽歯車５３、遊星歯車５４、歯車固定板５５、歯車５６、動力伝達ベルト５７、及び、歯車リリース板３２を備えている。
【００２１】
尚、図２及び図３は、インクジェットプリンタ１から給紙装置２の給紙シャーシ２０を取り外して、用紙Ｐが載る載置板２３の面を水平にした状態の図で、図２は、内部構造を解りやすくするため給紙シャーシ２０を除去した状態の図である。
また、給紙シャーシ２０は、正面と上面とが開放した略箱型形状であり、記録装置３側が低くなるように傾けて記録装置３へ取り付けられる。
また、載置板２３は、例えば、はがきサイズの用紙Ｐを載置できる大きさの平板であり、その下面の前方側及び後方側には、それぞれ左右１対のフランジ２４，２５が設けられている。また、給紙シャーシ２０には、これらのフランジ２４，２５と対向する様、左右一対のフランジ２１及びフランジ２２がそれぞれ設けられている。これらのフランジ２１，２２，２４，２５の左右の間隔は、フランジ２１とフランジ２５とが同じ間隔で、フランジ２２とフランジ２４とが同じ間隔で、フランジ２１より間隔が狭くなっている。また、フランジ２１及びフランジ２４には載置板２３の用紙載置面と平行に前後方向に延びる長穴２１１，２４１がそれぞれ貫通形成されており、フランジ２２及びフランジ２５には丸穴が開けられている。
【００２２】
また、これら各フランジ２１，２２，２４，２５の各穴には、回転軸６５，６６，６８，６９を介して、左右一対の棒状板材の支持梁２６，２７が、載置板２３と給紙シャーシ２０の底面との間でクロスして載置板２３を支持するように装着されている。つまり、一対の支持梁２６が各一端をフランジ２２の穴部に回動可能に支持された回転軸６９に固定され、各他端をフランジ２４の長穴部２４１に移動可能、且つ、回動可能に収容された回転軸６５に固定されている。また、一対の支持梁２７が、各一端をフランジ２５の穴部で回動可能に支持された回転軸６６に固定され、各他端をフランジ２１の長穴部２１１に移動可能、且つ、回動可能に収容された回転軸６８に固定されている。また、支持梁２６の回転軸６５，６９の軸間距離は、支持梁２７の回転軸６６，６８の軸間距離と等しく設定されている。そして、支持梁２６，２７は前記軸間距離の中心位置で回転軸６７を介して互いに回動可能に連結されている。
【００２３】
このため、載置板２３は、支持梁２６，２７を介して、給紙シャーシ２０の底面に略平行に、しかも上下方向に移動可能に支持されることになる。
尚、回転軸６６は、給紙シャーシ２０の幅より長く、給紙シャーシ２０の側面にて上下方向に開けられた長穴２０ａからはみ出ている。
【００２４】
また、ステップモータ５１は、外部からパルス電圧を受けて、パルス電圧のパルス数に応じた角度回転するモータであって、駆動軸上に歯車５２を備え、給紙シャーシ２０の底面下方に装着されている。
また、歯車５２は太陽歯車５３と噛合し、太陽歯車５３は、遊星歯車５４と噛合し、遊星歯車５４は、太陽歯車５３の周りを公転するよう歯車固定板５５で保持されている。そして、遊星歯車５４は、太陽歯車５３に対して所定角度位置にあるとき、歯車５６と噛合する。
【００２５】
また、給紙シャーシ２０の左右に渡って回転可能に回転軸６４が支持されており、その回転軸６４には、歯車５６が固定されており、回転軸６４の両端には歯付きプーリ５９が固定されている。また、この歯付プーリ５９と、その上方の給紙シャーシ２０の上部の左右に設けられた歯付プーリ６１との間に動力伝達ベルト（タイミングベルト）５７がそれぞれ掛け渡されている。
【００２６】
また、動力伝達ベルト５７の途中には、水平方向の突起を形成する支持体５８が設けられ、支持体５８は、その上面で給紙シャーシ２０の左右一対の側面の長穴２０ａから突出した回転軸６６に下方からそれぞれ当接する。
また、用紙押さえ２８は、略長方形の板状部材で構成され、板面中央に使用者が握れる形状の用紙押さえつまみ２９が設けられている。
【００２７】
また、給紙シャーシ２０に、Ｌ字型に折れ曲がった板の用紙押さえ保持部３３が、折れ曲がり形状の一方を給紙シャーシ２０の底面に当て、もう一方を上方に向け左右方向に平行にして前後方向に移動可能に固定されている。
そして、この用紙押さえ保持部３３の上方に向いた折れ曲がり部分にて、用紙押さえ２８の板面が、給紙シャーシ２０の底面に対して略垂直となる「起立状態」から、用紙押さえ２８の板面が９０度前方へ傾いて給紙シャーシ２０の底面に対して略平行となる「開放状態」へ変更できるように、用紙おさえ２８の下端部２８ｃで回転可能に取り付けられている。また、用紙押さえ２８には、用紙押さえ保持部３３にて保持される下端部２８ｃから離れた位置に、下端部２８ｃと平行方向へ突起した突起部２８ａが設けられている。
【００２８】
また、歯車リリース板３２は、略長方形の板材にて、一方に二股に分かれた形状の二股部３２ａが形成され、もう一方にて歯車固定板５５の略上方の固定部３２ｃで回転可能に給紙シャーシ２０に取り付けられて、二股部３２ａが、用紙押さえ２８の突起部２８ａを挟み込んでいる。尚、二股部３２ａは、用紙押さえ２８の回転移動及び用紙押さえ保持部３３の前後方向への移動に際しても、突起部２８ａを挟み込んだ状態となるような長さの二股形状となっている。
【００２９】
また、歯車リリース板３２には、下方に延びた突出部３２ｂが形成されていて、歯車固定板５５の上部にも上方へ延びる突出部５５ａが形成されていて、図２で反時計回りの方向に突出部３２ｂが回転すると突出部５５ａに当接するように配置されている。
【００３０】
また、用紙押さえ保持部３３には、給紙シャーシ２０の底面から下方に張り出すフランジ３３ａが設けられており、用紙押さえ２８の下端にも、同様の側面下端部２８ｂが設けられており、これらの間に、トルクバネ３４が取り付けられている。尚、用紙押さえ２８が「起立状態」で、フランジ３３ａ及び側面下端部２８ｂでのトルクバネ３４の固定点と、用紙押さえ２８が保持されている下端部２８ｃの点で直角二等辺三角形を描くように配置されている。このようにすると、用紙押さえ２８が「開放状態」でも対称の直角二等辺三角形を描き、トルクバネ３４を取り付けた距離が同じになる。そして、この２つの位置以外では、トルクバネ３４の固定位置の間隔が変わり、トルクバネ３４によるトルクが発生する。このため、用紙押さえ２８は、使用者が用紙押さえ２８を動かさないときは、「起立状態」又は「開放状態」に保持される。
【００３１】
また、給紙シャーシ２０には、載置板２３に積層される用紙Ｐの左右方向の位置をそろえるための平板の用紙横押さえ７４が、給紙シャーシ２０の底面に、左右方向へ移動可能に設けられている。
また、ピックアップローラ部８０は、フレーム８１により、給紙シャーシ２０の上面に来るようように記録装置３へ装着されて、用紙Ｐが所定の高さにあるときに、ローラ８８を用紙Ｐに付勢して、記録装置３のモータ８５の回転により回転される歯車８４から動力伝達ベルト８７によりプーリ８６が回転されて、用紙Ｐに接するローラ８８を回転して、用紙Ｐを記録装置３側へ送り出す。
【００３２】
また、センサ８９は、光感受型の位置センサで、用紙Ｐに対して垂直に光を照射して、反射される光を検知して、その光の強さにより用紙Ｐまでの距離に応じた信号を出力する。
次に、用紙押さえ２８の状態毎の給紙装置２の動きを説明する。
【００３３】
まず、用紙押さえ２８が「起立状態」では、用紙押さえ２８の回転軸に対して突起部２８ａが鉛直方向にあり歯車リリース板３２の二股部３２ａが一番高い位置となり、固定部３２ｃを支点として、突出部３２ｂの位置が最も前方になる。
このとき、突出部３２ｂと歯車固定板５５の突出部５５ａとは当接しなくなり、ステップモータ５１が図中時計回り方向に回転されると、歯車５２が時計回りに回転し、太陽歯車５３が反時計回りの回転となり、遊星歯車５４が歯車固定板５５と共に反時計周りに太陽歯車５３のまわりを公転されて、遊星歯車５４が歯車５６と噛合する。そして、遊星歯車５４により、歯車５６が反時計回りに回転されて、歯付プーリ５９を介して動力伝達ベルト５７の後方側のベルトが上方へ動く。すると、支持体５８が上方へ移動して、これとともに回転軸６６が持ち上げられて載置板２３が上方へ移動する。
【００３４】
また、用紙押さえ２８が操作されて「開放状態」になると、図４に示すように、突起部２８ａが円の軌跡を描き前側下方へ移る。これに伴ない歯車リリース板３２の二股部３２ａが下方に移動され、固定部３２ｃを支点に、突出部３２ｂが反時計周りに回転する。これにより、突出部３２ｂと歯車固定板５５の突出部５５ａとが当接して、突出部５５ａが後方へ押される。すると、歯車固定板５５が時計回りの方向へ回転して、遊星歯車５４を、歯車５６から離間する。このため、載置板２３は、ステップモータ５１からの保持力を失い、自重により降下する。
【００３５】
一方、記録装置３は、給紙装置２から供給された用紙を搬送する用紙搬送ベルト１４と、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの４色のカラーインクがそれぞれ貯留されるインクカートリッジ１２と、このカラーインクをそれぞれ用紙Ｐに印字するための４つのインクジェットヘッド１１と、各種制御を行う制御部１９とで構成される。
【００３６】
尚、用紙搬送ベルト１４は、搬送中に用紙Ｐを滑らせず保持する程度の粘着性をその表面に有し、図１に示すように、駆動ローラ６３と、従動ローラ６４に架け渡されていて、駆動ローラ６３が回転して、給紙装置２から送られてくる用紙Ｐをインクジェットヘッド１１の下方を通過するように搬送する。
【００３７】
また、インクジェットヘッド１１は、それぞれピエゾ素子の振動によりノズル内に圧力波を発生させてインクを吐出する吐出口が、用紙Ｐに対する搬送方向の幅の長さ分並べられており、用紙Ｐの幅方向１列分のインクを１度に吐出して印画を行う。これにより、高速印刷を可能としている。
【００３８】
また、制御部１９は、パーソナルコンピュータなど外部から画像信号を受けてインクジェットヘッド１１でのインクの吐出量や、ピックアップローラ部８０を駆動するモータ８５の動作、駆動ローラ６３の動作、給紙装置２のステップモータ５１の動作を制御する。
【００３９】
このように、記録装置３の制御部１９は、給紙装置２のセンサ８９で検出した用紙Ｐまでの距離が、ピックアップローラ部８０で用紙Ｐをピックアップできる高さ（予め設定された設定高さ）になるように、ステップモータ５１を駆動して載置板２３を上昇させる。そして、制御部１９は、外部から画像データを入力されると、モータ８５を駆動して、ピックアップローラ部８０のローラ８８を回転させて、１枚の用紙を用紙搬送ベルト１４へ送り、駆動ローラ６３を駆動して用紙搬送ベルト１４により用紙Ｐをインクジェットヘッド１１の直下に搬送する。そして、用紙Ｐを搬送しながら、インクカートリッジ１２に貯留されたインクを画像データに応じてインクジェットヘッド１１から吐出して、用紙Ｐに画像を形成する。
【００４０】
以上説明したように、本発明の給紙装置２によれば、用紙押さえ２８を「起立状態」とすると、載置板２３に対してステップモータ５１からの駆動力が伝達され、載置板２３は、そこに載置された用紙束の最上位の用紙を給紙可能な位置に保持され、用紙押さえ２８を前方に倒して「開放状態」とすると、遊星歯車５４が、歯車５６から離間して、これまでの高さに載置板２３を保持できなくなり、載置板２３が降下する。
【００４１】
このため、通常は、用紙押さえ２８を「起立状態」として、載置板２３を上昇できるようにしておき、用紙補給の際に、用紙押さえ２８を倒して「開放状態」として、載置板２３を降下させて、用紙Ｐを補給できるようにできる。
また、用紙押さえ２８を前方へ倒す「開放状態」にすることにより、用紙押さえ２８を用紙Ｐから退避した状態にすることができ、用紙Ｐを図１中の前方向から補給することができる。このように、載置板２３を下げる行為と、用紙押さえ２８を退避させる行為とが同時に行われることになり、用紙補給作業を簡易にすることができる。
【００４２】
また、用紙押さえ保持部３３及び、用紙横押さえ７４の位置を変えることにより、サイズの違う用紙を収容するようにできる。
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されず、このほかにも様々な形態で実施することができる。
【００４３】
例えば、本実施例では、ステップモータ５１から、動力伝達ベルト５７への動力の伝達の切替を、遊星歯車５４の位置を歯車固定板５５にて変えることにより行っているが、他の方法によるものでも良く、歯車５２と、歯車５６との間を、歯車リリース板３２の角度に応じて開閉する乾式クラッチで構成するものなどであっても良い。
【００４４】
また、動力伝達の切替を用紙押さえ２８の方向を変えることによって行っているが、向きを変える他のものによる操作で行うものであっても良く、また動力の伝達を切換えるための専用のレバーを設けたものであっても良い。但し、本実施例のようにしたほうが、部品点数及び装備空間が少なくて済み良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の給紙装置を装備したインクジェットプリンタの概略側面図
【図２】本実施例の給紙装置の載置板上昇時の側面図
【図３】本実施例の給紙装置の載置板上昇時の正面図
【図４】本実施例の給紙装置の載置板降下時の側面図。
【符号の説明】
１…インクジェットプリンタ、２…給紙装置、３…記録装置、１１…インクジェットヘッド、１２…インクカートリッジ、１４…用紙搬送ベルト、１９…制御部、２０…給紙シャーシ、２１，２２，２４，２５…フランジ、２３…載置板、２６，２７…支持梁、２８…用紙押さえ、３２…歯車リリース板、３３…用紙押さえ保持部、３４…トルクバネ、５１…ステップモータ、５２，５６…歯車、５３…太陽歯車、５４…遊星歯車、５５…歯車固定板、５７…動力伝達ベルト、５８…支持体、５９，６１…歯付プーリ、６３…駆動ローラ、６４…従動ローラ、６５，６６，６７，６８，６９…回転軸、８０…ピックアップローラ部、８１…フレーム、８４，８６…プーリ、８５…モータ、８７…動力伝達ベルト、８８…ローラ、８９…高さセンサ、Ｐ…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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