(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録シートに画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段が設けられた装置本体に着脱自在に装着され、前記画像形成手段に搬送される記録シートが積層された状態で載置されるシートカセットと、
前記装置本体に設けられ、前記シートカセットに積層載置されている記録シートのうち積層方向一端側に位置する記録シートを前記画像形成手段側に送出するフィーダ部と、
前記シートカセットに変位可能に設けられ、前記シートカセットに載置されている記録シートを前記フィーダ部側に移動させる押圧板と、
前記押圧板を変位させるための弾性力を発生させるバネ手段と、
前記バネ手段から弾性力を受けて前記押圧板を前記フィーダ部側に変位させる変位機構と、
前記シートカセットに設けられ、前記シートカセットが前記装置本体から取り外されるときに、前記押圧板を変位不可として前記押圧板をロック状態とするロック機構と、
前記シートカセットに設けられ、前記押圧板の変位と機械的に連動して回転する太陽歯車と、
前記シートカセットに設けられ、前記太陽歯車と噛み合って回転するとともに、前記太陽歯車の回転中心を揺動中心として揺動することが可能な遊星歯車と、
前記装置本体に設けられ、前記遊星歯車と噛み合って回転する入力歯車を有する歯車機構とを備え、
前記太陽歯車は、前記押圧板が前記フィーダ部側に変位したときに、前記遊星歯車を前記入力歯車側に揺動させる向きに回転することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記装置本体には、前記シートカセットが前記装置本体に装着されたときに、前記ロック状態を解除する解除手段が設けられており、
さらに、前記解除手段は、前記シートカセットが取り外された状態から前記装置本体に装着される場合において、前記遊星歯車と前記入力歯車とが噛み合い始めたとき以降に、前記ロック状態を解除するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記シートカセットに載置されている記録シートの枚数の減少に応じて、前記入力歯車の回転を可能状態とする場合と不可状態とする場合とを切替制御する制御機構を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記歯車機構は、前記遊星歯車から前記入力歯車に入力された回転を増速させながら前記入力歯車より出力側の歯車に伝達するように構成されており、
さらに、前記制御機構は、前記出力側の歯車の回転を可能状態とする場合と不可状態とする場合とを切り替えることにより、前記入力歯車の状態を切替制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記変位機構は、前記バネ手段から弾性力を受けて回転する回転体、及び前記回転体と一体的に回転して前記押圧板を前記フィーダ部側に揺動変位させる揺動カムを有し、
前記ロック機構は、前記回転体と係合することにより前記押圧板を変位不可とする係合アームを有しているとともに、この係合アームは、前記押圧板が前記フィーダ部から離間したときに前記回転体と係合するように移動するように構成されており、
さらに、前記装置本体には、前記シートカセットが前記装置本体に対して着脱される際に、前記係合アームが前記回転体と係合することが可能な位置まで前記回転体を回転させる変位手段が設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記バネ手段による弾性力の大きさを調整する調整機構を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つ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、画像形成装置のうち、特に、用紙等の記録シートが積層状態で載置されるシートカセットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置では、給紙カセットに積層載置されている用紙の積層方向上端に位置する用紙を、フィーダ部（ピックアップローラ）にて１枚ずつ画像形成部に送出しながら用紙に画像を形成（印刷）している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、給紙カセットに載置されている用紙の枚数が減少して用紙の積層高さが低下すると、ピックアップローラと積層方向上端に位置する用紙との距離が大きくなり、用紙とピックアップローラとの接触面圧が小さくなって十分な搬送力を用紙に付与することができなくなる。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載の発明では、積層されている用紙枚数の減少に応じて、用紙の積層方向下端側に設けられた押圧板をピックアップローラ側に揺動変位させることにより、ピックアップローラと積層方向上端に位置する用紙との距離が過度に大きくなることを防止している。
【特許文献１】特開２００６−１５１６５５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、特許文献１に記載の発明では、電動モータ等の電気的なアクチュエータを駆動源として押圧板を変位させているので、画像形成装置の製造原価低減を図ることが難しい。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、新規な構成にて、電動モータ等の電気的なアクチュエータを駆動源とすることなく押圧板を変位させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、記録シートに画像を形成する画像形成手段（２）と、画像形成手段（２）が設けられた装置本体（６）に着脱自在に装着され、画像形成手段（２）に搬送される記録シートが積層された状態で載置されるシートカセット（２０）と、装置本体（６）に設けられ、シートカセット（２０）に積層載置されている記録シートのうち積層方向一端側に位置する記録シートを画像形成手段（２）側に送出するフィーダ部（１１）と、シートカセット（２０）に変位可能に設けられ、シートカセット（２０）に載置されている記録シートをフィーダ部（１１）側に移動させる押圧板（２１）と、押圧板（２１）を変位させるための弾性力を発生させるバネ手段（２４）と、バネ手段（２４）から弾性力を受けて押圧板（２１）をフィーダ部（１１）側に変位させる変位機構（２３）と、シートカセット（２０）に設けられ、シートカセット（２０）が装置本体（６）から取り外されるときに、押圧板（２１）を変位不可として押圧板（２１）をロック状態とするロック機構（２５）と、シートカセット（２０）に設けられ、押圧板（２１）の変位と機械的に連動して回転する太陽歯車（２９）と、シートカセット（２０）に設けられ、太陽歯車（２９）と噛み合って回転するとともに、太陽歯車（２９）の回転中心を揺動中心として揺動することが可能な遊星歯車（３０）と、装置本体（６）に設けられ、遊星歯車（３０）と噛み合って回転する入力歯車（２８Ａ）を有する歯車機構（２８）とを備え、太陽歯車（２９）は、押圧板（２１）がフィーダ部（１１）側に変位したときに、遊星歯車（３０）を入力歯車（２８Ａ）側に揺動させる向きに回転することを特徴とする。
【０００８】
これにより、請求項１に記載の発明では、新規な構成にて、電動モータ等の電気的なアクチュエータを駆動源とすることなく押圧板を変位させることができる。
また、請求項１に記載の発明では、バネ手段（２４）の変形が復元する際に発生する弾性力を利用して押圧板（２１）を変位させる発明であるが、バネ手段（２４）それ自体の復元速度を制御することが困難であるので、押圧板（２１）の変位速度が過度に大きくなってしまうおそれがある。
【０００９】
そこで、請求項１に記載の発明では、遊星歯車（３０）を介して歯車機構（２８）を回転させることにより、変位機構（２３）の動作速度を抑制するダンパー機構として歯車機構（２８）を作動させ、押圧板（２１）の変位速度が過度に大きくなってしまうことを抑制している。
【００１０】
ところで、装置本体（６）から取り外されたシートカセット（２０）を、再び、装置本体（６）に装着する際に、シートカセット（２０）に設けられた遊星歯車（３０）と装置本体（６）に設けられた入力歯車（２８Ａ）とが完全に噛み合わない可能性がある。
【００１１】
これに対して、請求項１に記載の発明では、押圧板（２１）がフィーダ部（１１）側に変位したときに、遊星歯車（３０）を入力歯車（２８Ａ）側に揺動させるように太陽歯車（２９）が回転するので、シートカセット（２０）の装着時に入力歯車（２８Ａ）と遊星歯車（３０）との噛み合いが不完全であっても、太陽歯車（２９）が回転して遊星歯車（３０）が入力歯車（２８Ａ）に押し付けられることにより、遊星歯車（３０）と入力歯車（２８Ａ）とを完全に噛み合わせることができるとともに、その噛み合い状態を保持することができる。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明では、シートカセット（２０）が装置本体（６）から取り外されるときに、押圧板（２１）を変位不可として押圧板（２１）をロック状態とするロック機構（２５）を設けることにより、記録シートを補充する際の作業性の向上を図っている。
【００１３】
以上のように、請求項１に記載の発明では、電動モータ等を用いることなく、押圧板（２１）を変位可能としつつ、バネ手段（２４）を用いることに起因する問題点を解決した画像形成装置を得ることができる。
【００１４】
ところで、前述したように、歯車機構（２８）はダンパー機構として作動するものであるが、遊星歯車（３０）が入力歯車（２８Ａ）と噛み合う前にロック状態が解除させると、歯車機構（２８）によるダンパー機能が作動する前に、押圧板（２１）が変位し始めるので、押圧板（２１）の変位を制御することができなくなるおそれが高い。
【００１５】
これに対して、請求項２に記載の発明では、装置本体（６）には、シートカセット（２０）が装置本体（６）に装着されたときに、ロック状態を解除する解除手段（２６）が設けられており、さらに、解除手段（２６）は、シートカセット（２０）が取り外された状態から装置本体（６）に装着される場合において、遊星歯車（３０）と入力歯車（２８Ａ）とが噛み合い始めたとき以降に、ロック状態を解除するように構成されていることを特徴としている。
【００１６】
したがって、請求項２に記載の発明では、遊星歯車（３０）と入力歯車（２８Ａ）とを噛み合わせて歯車機構（２８）によるダンパー機能が作動可能となった後に、ロック状態が解除されることとなるので、押圧板（２１）の変位を確実に制御することが可能となる。
【００１７】
なお、押圧板（２１）の変位を制御するにあたっては、例えば請求項３に記載の発明のごとく、シートカセット（２０）に載置されている記録シートの枚数の減少に応じて、入力歯車（２８Ａ）の回転を可能状態とする場合と不可状態とする場合とを切替制御してもよい。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明では、歯車機構（２８）は、遊星歯車（３０）から入力歯車（２８Ａ）に入力された回転を増速させながら入力歯車より出力側の歯車（２８Ｄ）に伝達するように構成されており、さらに、制御機構（３３）は、出力側の歯車（２８Ｄ）の回転を可能状態とする場合と不可状態とする場合とを切り替えることにより、入力歯車（２８Ａ）の状態を切替制御することを特徴とする。
【００１９】
そして、入力歯車（２８Ａ）の回転角は、押圧板（２１）の変位量に比例して増減するので、請求項４に記載の発明では、出力側の歯車（２８Ｄ）の回転角は、押圧板（２１）の変位量に比例して増減するとともに、押圧板（２１）の変位量に対するその回転角は、押圧板（２１）の変位量に対する入力歯車（２８Ａ）の回転角より大きくなる。
【００２０】
したがって、請求項４に記載の発明のごとく、出力側の歯車（２８Ｄ）にて入力歯車（２８Ａ）の状態、つまり押圧板（２１）の変位を制御すれば、押圧板（２１）の変位をきめ細かく制御することができる。
【００２１】
ところで、シートカセット（２０）に記録シートを補充すべく、シートカセット（２０）を装置本体（６）から取り外した場合には、押圧板（２１）がフィーダ部（１１）から離間した位置（例えば、シートカセット（２０）の下方部に位置）にあることが望ましい。
【００２２】
そこで、請求項５に記載の発明では、変位機構（２３）は、バネ手段（２４）から弾性力を受けて回転する回転体（２３Ｂ）、及び回転体（２３Ｂ）と一体的に回転して押圧板（２１）をフィーダ部（１１）側に揺動変位させる揺動カム（２３Ｃ）を有し、ロック機構（２５）は、回転体（２３Ｂ）と係合することにより押圧板（２１）を変位不可とする係合アーム（２５Ｃ）を有しているとともに、この係合アーム（２５Ｃ）は、押圧板（２１）がフィーダ部（１１）から離間したときに回転体（２３Ｂ）と係合するように移動するように構成されており、さらに、装置本体（６）には、シートカセット（２０）が装置本体（６）に対して着脱される際に、係合アーム（２５Ｃ）が回転体（２３Ｂ）と係合することが可能な位置まで回転体（２３Ｂ）を回転させる変位手段（２７Ａ〜２７Ｃ）が設けられていることを特徴としている。
【００２３】
これにより、請求項５に記載の発明では、シートカセット（２０）を装置本体（６）から取り外す際には、押圧板（２１）がフィーダ部（１１）から離間した位置でロック状態となるので、記録シートを補充する際の作業性を良好なものとすることができる。
【００２４】
また、請求項５に記載の発明では、シートカセット（２０）が装置本体（６）に対して着脱される際に、係合アーム（２５Ｃ）が回転体（２３Ｂ）と係合することが可能な位置まで回転体（２３Ｂ）を回転させるので、シートカセット（２０）が装置本体（６）から取り外された状態で、何らかの原因によりロック状態が解除された場合であっても、フィーダ部（１１）から離間した位置に押圧板（２１）を再設定した状態でシートカセット（２０）を装置本体（６）に装着することができる。
【００２５】
したがって、押圧板（２１）がフィーダ部（１１）から離間した位置を基準として、押圧板（２１）の変位を制御することができるので、シートカセット（２０）に載置されている記録シートの枚数の減少に応じて精度よく押圧板（２１）の変位を制御することができる。
【００２６】
また、請求項６に記載の発明では、バネ手段（２４）による弾性力の大きさを調整する調整機構（２４Ａ）を備えることを特徴とする。
これにより、請求項６に記載の発明では、シートカセット（２０）に載置される記録シートの厚みや質量等が大きく変化した場合、又はバネ手段（２４）が経年変化した場合であっても、押圧板（２１）を変位させるための弾性力を適正値とすることが可能となる。
【００２７】
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本実施形態は、本発明に係る画像形成装置をレーザプリンタに適用したものであり、以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
１．図面の説明
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の中央断面図であり、図２は用紙を載置した給紙カセット２０の斜視図であり、図３は給紙カセット２０の斜視図であり、図４は押圧板２１を取り外した給紙カセット２０の斜視図であり、図５は変位機構２３及びロック機構２５等を示す図である。
【００２９】
また、図６は給紙カセット２０が装置本体６に装着された状態における変位機構２３及びロック機構２５等を示す図であり、図７は図６を下方側から見た斜視図であり、図８〜図１３は給紙カセット２０を装置本体６から取り外す際の作動を示す図であり、図１４は入力歯車２８Ａと解除突起２６との寸法関係を示す図であり、図１５〜図１７は給紙カセット２０を装置本体６に装着する際の作動を示す図である。
【００３０】
２．画像形成装置の概略構成
画像形成装置１は、図１に示すように、画像形成部２及び給紙機構１０等から構成されており、画像形成部２は、用紙やＯＨＰシート（以下、用紙という。）に画像を形成する画像形成手段である。
【００３１】
そして、画像形成部２は、図１に示すように、４つのプロセスカートリッジ３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、露光器４及び定着器５等から構成されており、これらプロセスカートリッジ３Ｋ等は、本体フレーム（図示せず。）や筐体等からなる装置本体６に組み付けられている。
【００３２】
なお、本実施形態では、画像形成部２として、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色の現像剤（トナー）に対応した４つのプロセスカートリッジ３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃによって形成された４種類の現像剤像を、用紙上で重ね合わせることにより用紙にカラー画像を形成するダイレクトタンデム方式を採用している。
【００３３】
すなわち、給紙カセット２０に積層状態で載置されている複数枚の用紙のうち、給紙機構１０により、他の用紙から分離拾い上げられた積層方向上端（最上位）に位置する用紙は、紙粉取りローラ７にて紙粉が除去された後、一対のレジストローラ８まで搬送され、この一対のレジストローラ８にて斜行が矯正された後、ベルトユニット９に搬送される。
【００３４】
ここで、給紙カセット２０は、画像形成部２に搬送される用紙が積層状態で載置（収納）され、かつ、装置本体６に着脱自在に装着されたシートカセットであり、給紙機構１０は、給紙カセット２０に積層載置されている用紙のうち積層方向一端側に位置する用紙を画像形成部２側に送出するための機構である。なお、給紙カセット２０及び給紙機構１０の詳細は後述する。
【００３５】
また、４つのプロセスカートリッジ３Ｋ等は、ベルトユニット９の用紙搬送面側において、用紙の搬送方向に沿って上流からプロセスカートリッジ３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃの順に直列に配設されている。このため、ベルトユニット９上を搬送される用紙には、４種類の現像剤像が順次、転写されていき、用紙への転写が完了した現像剤像は、定着器５にて加熱されて用紙に定着する。
【００３６】
そして、定着器５から排出された画像形成が終了した用紙は、その搬送方向が上方側に転向された後、画像形成装置１の上端面側に設けられた排紙トレイ１Ａに排出される。
なお、各プロセスカートリッジ３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃには、現像剤像が担持される感光ドラム３Ａ、及び感光ドラム３Ａを帯電させる帯電器３Ｂ等が収納されており、帯電した感光ドラム３Ａを露光器４にて露光して感光ドラム３Ａの外周面に静電潜像を形成した後、現像剤を感光ドラム３Ａに供給すると、感光ドラム３Ａの外周面に現像剤像が担持（形成）される。
【００３７】
３．給紙機構の詳細構造
給紙機構１０は、上述したように、積層された状態で給紙カセット２０に載置されている複数枚の用紙のうち、積層方向一端（本実施形態では、最上端）に位置する用紙を１枚ずつ分離して搬送供給するため機構である。
【００３８】
具体的には、この給紙機構１０は、図１に示すように、装置本体６に設けられたピックアップローラ１１及び分離ローラ１２、並びに給紙カセット２０に設けられた押圧板２１及び分離パッド２２等を有して構成されている。
【００３９】
そして、ピックアップローラ１１は、積層方向最上位に位置する用紙に接触して回転することにより、用紙を画像形成部２側に送出するための送出力を用紙に付与するフィーダ部であり、分離ローラ１２はピックアップローラ１１により送出された用紙に接触して回転して用紙を画像形成部２に搬送する搬送手段である。
【００４０】
また、分離パッド２２は、ピックアップローラ１１にて送出された用紙を挟んで分離ローラ１２と反対側から用紙に接触して用紙に搬送抵抗を付与するものであり、押圧板２１は、給紙カセット２０に載置されている用紙をピックアップローラ１１側に移動させることにより、用紙とピックアップローラ１１との接触面圧を所定範囲内に維持するための手段である。
【００４１】
４．給紙カセット及びその周辺の装置本体の詳細構造
給紙カセット２０は、用紙の搬送方向と平行な方向に移動可能に装置本体６に装着されることにより、前述したように、装置本体６に着脱自在に装着されている。
【００４２】
そして、用紙収容部２０Ａは、図２に示すように、画像形成部２に搬送される用紙が積層された状態で載置されるトレイであり、この用紙収容部２０Ａの底部には、図３に示すように、押圧板２１が設けられている。
【００４３】
また、押圧板２１は、用紙収容部２０Ａに揺動可能に組み付けられているとともに、変位機構２３によりピックアップローラ１１側に揺動変位させられる。なお、押圧板２１を揺動可能とする揺動軸部２１Ａは、押圧板２１のうち、用紙の搬送方向後退側（本実施形態では、給紙カセット２０の後方側）に設けられている。
【００４４】
そして、変位機構２３は、図４に示すように、第１駆動歯車２３Ａ、第２駆動歯車２３Ｂ及び駆動カム２３Ｃ等から構成されており、第１駆動歯車２３Ａ及び第２駆動歯車２３Ｂは、互いに噛み合った状態で回転できるように用紙収容部２０Ａの側壁部に組み付け固定されている。
【００４５】
また、駆動カム２３Ｃは、用紙収容部２０Ａの幅方向（本実施形態では、左右方向）の略中央部に設けられ、第２駆動歯車２３Ｂと一体的に回転して押圧板２１をピックアップローラ１１側に揺動変位させるものである。
【００４６】
なお、本実施形態では、押圧板２１が最もピックアップローラ１１から離間して用紙収容部２０Ａの底部と略平行になると、第２駆動歯車２３Ｂは、図５に示すような状態となる。そして、第２駆動歯車２３Ｂが左向き（反時計周り）に回転すると、これに機械的に連動して押圧板２１がピックアップローラ１１側に近づいていく。
【００４７】
因みに、本実施形態では、第１駆動歯車２３Ａ、第２駆動歯車２３Ｂ及び駆動カム２３Ｃは、用紙収容部２０Ａの幅方向と平行な回転軸を有しているとともに、その最大回転角が３６０度未満であるので、第１駆動歯車２３Ａ及び第２駆動歯車２３Ｂの形状を、無用な歯部を削除した扇状としているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、円盤状としてもよい。
【００４８】
また、バネ２４は、押圧板２１をピックアップローラ１１側に変位させるための弾性力を発生させるバネ手段であり、第２駆動歯車２３Ｂは、第１駆動歯車２３Ａを介してバネ２４から弾性力を受けて押圧板２１（駆動カム２３Ｃ）をピックアップローラ１１側に揺動変位させる。つまり、バネ２４は、第１駆動歯車２３Ａを介して第２駆動歯車２３Ｂを左向きに回転させるような弾性力を作用させる。
【００４９】
なお、本実施形態では、バネ２４としてコイルバネを用いるとともに、バネ２４の長手方向一端側を第１駆動歯車２３Ａに連結し、他端側を用紙収容部２０Ａの側面に連結することにより、バネ２４が発生する引張力により押圧板２１を揺動させるようにしている。
【００５０】
また、バネ２４の長手方向他端側を用紙収容部２０Ａに連結する連結部材２４Ａは、図５の実線に示すように、バネ２４との連結点２４Ｂが第１駆動歯車２３Ａに近接する状態（以下、近接状態という。）と、図５の二点鎖線で示すように、連結点２４Ｂが近接状態よりも第１駆動歯車２３Ａから離間した状態（以下、離間状態という。）との間で回転変位することができるように構成されている。
【００５１】
また、第２駆動歯車２３Ｂの側面には、その回転軸と平行な方向であって装置本体６側（図５の手前側）に突出した係合突起２５Ａが設けられ、一方、用紙収容部２０Ａの側面であって第２駆動歯車２３Ｂの近傍には、係合突起２５Ａと係合することにより第２駆動歯車２３Ｂ（押圧板２１）が揺動変位することが不可な状態とする係合アーム２５Ｃが設けられている。
【００５２】
そして、係合アーム２５Ｃは、その長手方向一端側（本実施形態では、上端側）が揺動可能に用紙収容部２０Ａに組み付けられ、一方、長手方向他端側には、係合突起２５Ａと係合する係合部２５Ｃが設けられている。
【００５３】
このため、係合アーム２５Ｃは、係合アーム２５Ｃの揺動を妨げるものが存在しないときには、自身に作用する重力により係合部２５Ｃが下方に位置するように揺動変位するので、押圧板２１がピックアップローラ１１から離間して係合突起２５Ａが下方側に位置すると、図５に示すように、係合突起２５Ａと係合部２５Ｃとが係合して押圧板２１が変位不可能な状態（以下、この状態をロック状態という。）となる。
【００５４】
ここで、「係合アーム２５Ｃの揺動を妨げるものが存在しないとき」とは、具体的には、給紙カセット２０が装置本体６から取り外されたときを意味している。また、「係合アーム２５Ｃの揺動を妨げるもの」とは、具体的には、図６に示すように、係合アーム２５Ｃを第２駆動歯車２３Ｂから離間させた状態としてロック状態を解除する解除突起２６であり、この解除突起２６は装置本体６に設けられている。
【００５５】
つまり、本実施形態では、係合アーム２５Ｃ及び係合突起２５Ａ等により、給紙カセット２０が装置本体６から取り外されるときに、押圧板２１をロック状態とするロック機構２５（図５参照）が構成される。
【００５６】
なお、本実施形態では、係合アーム２５Ｃを第２駆動歯車２３Ｂに近接させる弾性力をバネ（図示せず。）を設けることにより、係合アーム２５Ｃが係合突起２５Ａと確実に係合するようにしている。
【００５７】
また、装置本体６には、第１〜３カム面２７Ａ〜２７Ｃが設けられており、これらのカム面２７Ａ〜２７Ｃにより、給紙カセット２０が装置本体６に対して着脱される際に、係合アーム２５Ｃ（係合部２５Ｃ）が第２駆動歯車２３Ｂ（係合突起２５Ａ）と係合することが可能な位置、つまり押圧板２１がピックアップローラ１１から離間した状態となる位置まで第２駆動歯車２３Ｂが回転させられる。
【００５８】
すなわち、第１カム面２７Ａは、図８及び図９に示すように、給紙カセット２０が装置本体６から取り外される際に、第１駆動歯車２３Ａの側面に設けられた摺動ピン２７Ｄと摺接することにより、第１駆動歯車２３Ａを回転させて第２駆動歯車２３Ｂを回転させる変位手段である。
【００５９】
また、第２カム面２７Ｂは、図１１に示すように、給紙カセット２０が装置本体６から取り外される際に係合突起２５Ａに摺接することにより、第２駆動歯車２３Ｂを回転させる変位手段である。
【００６０】
また、第３カム面２７Ｃは、図１５に示すように、給紙カセット２０を装置本体６に装着する際に係合突起２５Ａに摺接することにより、第２駆動歯車２３Ｂを回転させる変位手段である。
【００６１】
因みに、本実施形態では、解除突起２６及び第１〜３カム面２７Ａ〜２７Ｃは一体化されて装置本体６に固定されており（図６参照）、この一体化された第１カム面２７Ａ等を構成する部材は、後述する歯車機構２８等を保持する保持部材を兼ねている。
【００６２】
また、図５に示すように、太陽歯車２９は第１駆動歯車２３Ａと噛み合って回転することにより、押圧板２１の変位と機械的に連動して回転する歯車であり、遊星歯車３０は、太陽歯車２９と噛み合って回転するとともに、太陽歯車２９の回転中心Ｏ１を揺動中心として揺動可能な歯車である。そして、両歯車２９、３０は共に給紙カセット２０の側面に設けられている。
【００６３】
なお、アーム３０Ａは、遊星歯車３０を太陽歯車２９周りに揺動可能とした状態で遊星歯車３０を回転可能に保持するものであり、本実施形態では、アーム３０Ａを介して遊星歯車３０の揺動可能範囲が所定範囲となるように規制されている。
【００６４】
そして、装置本体６には、図７に示すように、遊星歯車３０と噛み合って回転する入力歯車２８Ａを有する歯車機構２８が設けられており、太陽歯車２９は、押圧板２１がピックアップローラ１１側に上昇変位したときに、遊星歯車３０を入力歯車２８Ａ側に揺動させる向き（図５において、左向き）に回転するように設定されている。
【００６５】
つまり、バネ２４の弾性力により、押圧板２１がピックアップローラ１１側に上昇変位すると、太陽歯車２９が図８に示す太い矢印の向きに回転するため、遊星歯車３０は入力歯車２８Ａに押し付けられるように揺動する。
【００６６】
また、遊星歯車３０を介して入力歯車２８Ａに伝達された回転は、図７に示すように、歯車機構２８を構成する複数枚の歯車２８Ｂ、２８Ｃ等を介して増速しながら出力側のラック歯車２８Ｄに伝達されるとともに、その回転は、ラック歯車２８Ｄの歯部と係合する係合爪部３１Ａにより規制されている。
【００６７】
すなわち、ラック歯車２８Ｄの歯部は、図６に示すように、一方の歯面が放射方向に対して傾斜し、他方の歯面が放射方向に略平行に形成されているとともに、係合爪部３１Ａがラック歯車２８Ｄの歯部と略相似形状に形成されている。なお、放射方向とは、ラック歯車２８Ｄの回転中心から径外方に延びる方向をいう。
【００６８】
そして、係合爪部３１Ａが設けられた爪アーム３１は、自身に作用する重力により、係合爪部３１Ａとラック歯車２８Ｄの歯部とが噛み合うような状態に位置するように構成されている。
【００６９】
つまり、本実施形態では、ラック歯車２８Ｄ及び係合爪部３１Ａによりラチェット機構が構成され、歯車機構２８は一方向（本実施形態では、押圧板２１がピックアップローラ１１から離間する向き）のみ回転することができる。
【００７０】
因みに、本実施形態では、爪アーム３１に作用する重力に加えてバネ（図示せず）の弾性力を爪アーム３１に作用させることにより、係合爪部３１Ａとラック歯車２８Ｄの歯部との噛み合い状態を安定させている。
【００７１】
また、爪アーム３１は、図２に示すように、係合爪部３１Ａと反対側の端部にて装置本体６に揺動可能に組み付けており、この爪アーム３１の揺動中心Ｏ２側には、ピックアップローラ１１の変位に機械的に連動して変位することにより、ピックアップローラ１１と用紙収容部２０Ａの底部との距離が所定寸法以下となったときに、係合爪部３１Ａとラック歯車２８Ｄの歯部との噛み合いを解除するリフトアーム３２が設けられている。
【００７２】
すなわち、リフトアーム３２は、その長手方向一端側がピックアップローラ１１を支持するホルダー１１Ａに揺動可能に連結され、他端側が爪アーム３１とラック歯車２８Ｄとの間（本実施形態では、爪アーム３１の下方側）に位置しているとともに、長手方向一端側と他端側との間の位置で装置本体６に揺動可能に支持されている。
【００７３】
このため、給紙カセット２０に載置されている用紙の枚数が減少してピックアップローラ１１が押圧板２１側に移動するように降下すると、これに連動してリフトアーム３２の長手方向他端側が上昇していく。
【００７４】
そして、ピックアップローラ１１と用紙収容部２０Ａの底部との距離が所定寸法以下となるまでピックアップローラ１１が降下すると、リフトアーム３２の長手方向他端側が爪アーム３１を押し上げ、係合爪部３１Ａとラック歯車２８Ｄの歯部との噛み合いが解除されるため、ラック歯車２８Ｄが自由に回転することが可能となる。
【００７５】
このため、第１駆動歯車２３Ａがバネ２４の弾性力により回転するため、押圧板２１がピックアップローラ１１側に上昇変位するとともに、ピックアップローラ１１が上昇し、リフトアーム３２の長手方向他端側が降下する。
【００７６】
そして、ピックアップローラ１１と用紙収容部２０Ａの底部との距離が所定寸法より大きくなるまでピックアップローラ１１が上昇すると、リフトアーム３２の長手方向他端側が爪アーム３１から離間し、係合爪部３１Ａが再びラック歯車２８Ｄの歯部と噛み合うため、押圧板２１の上昇変位が停止する。
【００７７】
このように、本実施形態では、リフトアーム３２、爪アーム３１（係合爪部３１Ａ）及びラック歯車２８Ｄ等により、給紙カセット２０に載置されている用紙の枚数の減少に応じて、入力歯車２８Ａの回転を可能状態とする場合と不可状態とする場合とを切替制御する制御機構３３が構成される。
【００７８】
５．給紙カセット着脱時の作動
５．１．給紙カセットを装置本体から取り外す場合の作動
給紙カセット２０が装置本体６に完全に装着された状態では、図８に示すように、遊星歯車３０が入力歯車２８Ａと噛み合い、かつ、解除突起２６が係合アーム２５Ｃに接触してロック状態が解除されている。
【００７９】
そして、給紙カセット２０が装置本体６から前方側に引き出されるように取り外されると、図８→図９→図１０の順に示すように、摺動ピン２７Ｄが第１カム面２７Ａに摺接しながら傾斜した第１カム面２７Ａの上部から下部に移動するので、これに連動して第１駆動歯車２３Ａ及び第２駆動歯車２３Ｂが回転し、押圧板２１がピックアップローラ１１から離間するように降下変位する。
【００８０】
これと同時に、解除突起２６が係合アーム２５Ｃから離間するので、係合アーム２５Ｃは、自身に作用する重力及び弾性力により、係合突起２５Ａと係合可能な位置まで揺動変位する。
【００８１】
そして更に、給紙カセット２０が前方側に引き出されると、図１１→図１２の順に示すように、係合突起２５Ａの先端が第２カム面２７Ｂに摺接しながら傾斜した第２カム面２７Ｂの上部から下部に移動するので、これに連動して第２駆動歯車２３Ｂが更に回転し、押圧板２１が更にピックアップローラ１１から離間するように降下変位し、最終的には、図１３に示すように、係合突起２５Ａと係合アーム２５Ｃとが係合し、押圧板２１がロック状態となる。
【００８２】
５．２．給紙カセットを装置本体に装着する場合の作動
５．２．１．ロック状態が維持されたまま給紙カセットを装置本体に装着する場合
ロック状態が維持されたまま給紙カセット２０が装置本体６に装着され、解除突起２６が係合アーム２５Ｃに衝突すると、ロック状態が解除される。
【００８３】
このとき、本実施形態では、図１４に示すように、給紙カセット２０が装置本体６に完全に装着される前の状態において、解除突起２６から係合アーム２５Ｃまでの距離Ｂが、遊星歯車３０から入力歯車２８Ａまで距離Ａより大きくなるように設定されているので、解除突起２６は、給紙カセット２０が取り外された状態から装置本体６に装着される場合において、遊星歯車３０と入力歯車２８Ａとが噛み合い始めたとき（接触した時）以降に、係合アーム２５Ｃに衝突する。
【００８４】
したがって、本実施形態では、遊星歯車３０と入力歯車２８Ａとが噛み合う前にロック状態が解除されることはなく、必ず、遊星歯車３０と入力歯車２８Ａとが噛み合い始めたとき（接触した時）以降にロック状態が解除される。
【００８５】
なお、解除突起２６から係合アーム２５Ｃまでの距離Ｂと遊星歯車３０から入力歯車２８Ａまで距離Ａとの寸法差αは、確実に遊星歯車３０と入力歯車２８Ａとが噛み合い始めたとき（接触した時）以降にロック状態が解除されるように、遊星歯車３０の揺動範囲及び寸法バラツキ等を考慮した値に設定されている。
【００８６】
５．２．２．ロック状態が解除された状態で給紙カセットを装置本体に装着する場合
前述したように、給紙カセット２０は取り外される際にロック状態となるので、原則として、給紙カセット２０はロック状態が維持されたまま装置本体６に装着される。
【００８７】
しかし、ユーザが係合アーム２５Ｃに触れる等して、ロック状態が解除された状態で給紙カセット２０が装置本体６に装着される場合があり得る。
そして、給紙カセット２０が装置本体６に非装着の状態でロック状態が解除されると、押圧板２１は、バネ２４の弾性力と給紙カセット２０に載置された用紙の自重による力とが釣り合う位置まで上昇変位する。
【００８８】
このため、ロック状態が解除されたまま給紙カセット２０が装置本体６に装着されると、給紙カセット２０に載置されている用紙枚数の減少に応じて押圧板２１の作動を制御することができなくなるおそれがある。
【００８９】
つまり、制御機構３３は、用紙枚数の減少に応じてラック歯車２８Ｄを回転可能としてバネ２４の弾性力により押圧板２１を上昇変位させるものであるので、押圧板２１を降下変位させることはできない。
【００９０】
このため、給紙カセット２０が装置本体６に装着された時点で、既に押圧板２１が必要以上に上昇変位している場合には、押圧板２１を降下変位させることはできないため、実質的に押圧板２１の上昇変位を用紙枚数の減少に応じて制御することができない。
【００９１】
そこで、本実施形態では、ロック状態が解除された状態で給紙カセット２０が装置本体６に装着される場合には、係合突起２５Ａを第３カム面２７Ｃに摺接させることにより、ロック状態となるまで第２駆動歯車２３Ｂを回転させている。
【００９２】
すなわち、給紙カセット２０が装置本体６押し込まれるように装着されると、図１５→図１６の順に示すように、係合突起２５Ａが第３カム面２７Ｃに摺接しながら傾斜した第３カム面２７Ｃの上部から下部に移動する。
【００９３】
このため、これに連動して第２駆動歯車２３Ｂが回転し、押圧板２１がピックアップローラ１１から離間するように降下変位し、最終的には、図１７に示すように、係合突起２５Ａと係合アーム２５Ｃとが係合し、押圧板２１がロック状態となる。
【００９４】
６．本実施形態に係る画像形成装置の特徴
本実施形態では、前述したように、バネ２４の弾性力に利用して押圧板２１を変位させるので、電動モータ等の電気的なアクチュエータを駆動源とすることなく押圧板２１を変位させることができる。
【００９５】
また、本実施形態では、バネ２４の変形が復元する際に発生する弾性力を利用して押圧板２１を変位させるものであるが、バネ２４それ自体の復元速度を制御することが困難であるので、押圧板２１の変位速度が過度に大きくなってしまうおそれがある。
【００９６】
そこで、本実施形態では、遊星歯車３０を介して歯車機構２８を回転させることにより、変位機構２３の動作速度を抑制するダンパー機構として歯車機構２８を作動させ、押圧板２１の変位速度が過度に大きくなってしまうことを抑制している。
【００９７】
ところで、装置本体６から取り外された給紙カセット２０を、再び、装置本体６に装着する際に、給紙カセット２０に設けられた遊星歯車３０と装置本体６に設けられた入力歯車２８Ａとが完全に噛み合わない可能性がある。
【００９８】
これに対して、本実施形態では、押圧板２１がピックアップローラ１１側に変位したときに、遊星歯車３０を入力歯車２８Ａ側に揺動させるように太陽歯車２９が回転するので、給紙カセット２０の装着時に入力歯車２８Ａと遊星歯車３０との噛み合いが不完全であっても、太陽歯車２９が回転して遊星歯車３０が入力歯車２８Ａに押し付けられることにより、遊星歯車３０と入力歯車２８Ａとを完全に噛み合わせることができるとともに、その噛み合い状態を保持することができる。
【００９９】
また、本実施形態では、給紙カセット２０が装置本体６から取り外されるときに、押圧板２１を変位不可として押圧板２１をロック状態とするロック機構２５を設けているので、用紙を補充する際の作業性を向上させることができる。
【０１００】
以上のように、本実施形態では、電動モータ等を用いることなく、押圧板２１を変位可能としつつ、バネ２４を用いることに起因する問題点を解決した画像形成装置を得ることができる。
【０１０１】
ところで、前述したように、歯車機構２８はダンパー機構として作動するものであるが、遊星歯車３０が入力歯車２８Ａと噛み合う前にロック状態が解除させると、歯車機構２８によるダンパー機能が作動する前に、押圧板２１が変位し始めるので、押圧板２１の変位を制御することができなくなるおそれが高い。
【０１０２】
これに対して、本実施形態では、給紙カセット２０が取り外された状態から装置本体６に装着される場合において、遊星歯車３０と入力歯車２８Ａとが噛み合い始めたとき以降に、ロック状態が解除されるように構成されているので、遊星歯車３０と入力歯車２８Ａとを噛み合わせて歯車機構２８によるダンパー機能が作動可能となった後に、ロック状態が解除されることとなる。したがって、前述したように、押圧板２１の変位を確実に制御することが可能となる。
【０１０３】
また、本実施形態では、歯車機構２８は、遊星歯車３０から入力歯車２８Ａに入力された回転を増速させながらラック歯車２８Ｄに伝達するように構成されているとともに、制御機構３３は、ラック歯車２８Ｄの回転を可能状態とする場合と不可状態とする場合とを切り替えることにより、入力歯車２８Ａの状態を切替制御する。
【０１０４】
そして、入力歯車２８Ａの回転角は、押圧板２１の変位量に比例して増減するので、本実施形態では、ラック歯車２８Ｄの回転角は、押圧板２１の変位量に比例して増減するとともに、押圧板２１の変位量に対するその回転角は、押圧板２１の変位量に対する入力歯車２８Ａの回転角より大きくなる。
【０１０５】
したがって、本実施形態のごとく、ラック歯車２８Ｄにて入力歯車２８Ａの状態、つまり押圧板２１の変位を制御すれば、押圧板２１の変位をきめ細かく制御することができる。
【０１０６】
ところで、給紙カセット２０に用紙を補充すべく、給紙カセット２０を装置本体６から取り外した場合には、押圧板２１がピックアップローラ１１から離間した位置（給紙カセット２０の下方部に位置）にあることが望ましい。
【０１０７】
これに対して、本実施形態では、前述したように、給紙カセット２０を装置本体６から取り外す際には、押圧板２１がピックアップローラ１１から離間した位置でロック状態となるので、用紙を補充する際の作業性を良好なものとすることができる。
【０１０８】
また、本実施形態では、給紙カセット２０が装置本体６に対して着脱される際に、係合アーム２５Ｃが第２駆動歯車２３Ｂと係合することが可能な位置まで第２駆動歯車２３Ｂを回転させるので、前述したように、給紙カセット２０が装置本体６から取り外された状態で、何らかの原因によりロック状態が解除された場合であっても、ピックアップローラ１１から離間した位置に押圧板２１を再設定した状態で給紙カセット２０を装置本体６に装着することができる。
【０１０９】
したがって、押圧板２１がピックアップローラ１１から離間した位置を基準として、押圧板２１の変位を制御することができるので、給紙カセット２０に載置されている用紙の枚数の減少に応じて精度よく押圧板２１の変位を制御することができる。
【０１１０】
また、本実施形態では、連結部材２４Ａによりバネ２４による弾性力の大きさを調整することができるので、給紙カセット２０に載置される用紙の厚みや質量等が大きく変化した場合、又はバネ２４が経年変化した場合であっても、押圧板２１を変位させるための弾性力を適正値とすることが可能となる。
【０１１１】
すなわち、用紙の厚みや質量等が比較的小さい場合には、連結部材２４Ａを近接状態とし、一方、用紙の厚みや質量等が大きくなった場合やバネ２４の経年変化により弾性力が低下してきた場合には、連結部材２４Ａを離間状態とすれば、押圧板２１を変位させるための弾性力を適正値とすることが可能となる。
【０１１２】
また、給紙カセット２０を装置本体６から取り外すとき又は取り外したときに、遊星歯車３０が太陽歯車２９の下方側まで揺動する等して、図１４に示す位置から大きくずれて給紙カセット２０を装置本体６に装着する際に、遊星歯車３０と入力歯車２８Ａとを噛み合わせることができなるおそれがある。
【０１１３】
しかし、本実施形態では、前述したように、遊星歯車３０の揺動範囲が所定範囲となるように規制されているので、そのような不具合は発生せず、給紙カセット２０を容易に装置本体６に装着することができる。
【０１１４】
７．発明特定事項と実施形態との対応関係
本実施形態では、画像形成部２が特許請求の範囲に記載された画像形成手段に相当し、給紙カセット２０が特許請求の範囲に記載されたシートカセットに相当し、ピックアップローラ１１が特許請求の範囲に記載されたフィーダ部に相当する。
【０１１５】
また、バネ２４が特許請求の範囲に記載されたバネ手段に相当し、解除突起２６が特許請求の範囲に記載された解除手段に相当し、第１カム面２７Ａ〜第３カム面２７Ｃが特許請求の範囲に記載された変位手段に相当し、連結部材２４Ａが特許請求の範囲に記載された調整機構に相当する。
【０１１６】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、画像形成部がダイレクトタンデム方式のレーザプリンタに本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばモノクロレーザプリンタ、インクジェットプリンタ又はファクシミリ装置等にも適用できる。
【０１１７】
また、上述の実施形態では、レーザ光を走査させる露光器４を用いた電子写真方式の画像形成装置であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、多数個のＬＥＤからなる露光器４を用いた電子写真方式の画像形成装置にも適用することができる。
【０１１８】
また、上述の実施形態では、バネ手段としてコイル状のバネ２４を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば捻りコイルバネや板ばね等を用いてもよい。
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の本実施形態に係る画像形成装置１の中央断面図である。
【図２】用紙を載置した給紙カセット２０の斜視図である。
【図３】給紙カセット２０の斜視図である。
【図４】押圧板２１を取り外した給紙カセット２０の斜視図である。
【図５】変位機構２３及びロック機構２５等を示す図である。
【図６】給紙カセット２０が装置本体６に装着された状態における変位機構２３及びロック機構２５等を示す図である。
【図７】図６を下方側から見た斜視図である。
【図８】給紙カセット２０を装置本体６から取り外す際の作動を示す図である。
【図９】給紙カセット２０を装置本体６から取り外す際の作動を示す図である。
【図１０】給紙カセット２０を装置本体６から取り外す際の作動を示す図である。
【図１１】給紙カセット２０を装置本体６から取り外す際の作動を示す図である。
【図１２】給紙カセット２０を装置本体６から取り外す際の作動を示す図である。
【図１３】給紙カセット２０を装置本体６から取り外す際の作動を示す図である。
【図１４】入力歯車２８Ａと解除突起２６との寸法関係を示す図である。
【図１５】給紙カセット２０を装置本体６に装着する際の作動を示す図である。
【図１６】給紙カセット２０を装置本体６に装着する際の作動を示す図である。
【図１７】給紙カセット２０を装置本体６に装着する際の作動を示す図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１…画像形成装置、１Ａ…排紙トレイ、２…画像形成部、３Ａ…感光ドラム、
３Ｋ〜３Ｃ…プロセスカートリッジ、４…露光器、５…定着器、６…装置本体、
７…紙粉取りローラ、８…レジストローラ、９…ベルトユニット、１０…給紙機構、
１１…ピックアップローラ、１１Ａ…ホルダー、１２…分離ローラ、
２０…給紙カセット、２１…押圧板、２２…分離パッド、２０Ａ…用紙収容部、
２３…変位機構、２３Ａ…第１駆動歯車、２３Ｂ…第２駆動歯車、
２３Ｃ…駆動カム、２４…バネ、２４Ａ…連結部材、２４Ｂ…連結点、
２５…ロック機構、２５Ａ…係合突起、２５Ｃ…係合アーム、２５Ｃ…係合部、
２６…解除突起、２７Ａ…カム面、２７Ａ…第１カム面、２７Ｂ…第２カム面、
２７Ｃ…第３カム面、２７Ｄ…摺動ピン、２８…歯車機構、２８Ａ…入力歯車、
２８Ｂ…歯車、２８Ｄ…ラック歯車、２９…太陽歯車、３０…遊星歯車、
３０Ａ…アーム、３１…爪アーム、３１Ａ…係合爪部、３２…リフトアーム、
３３…制御機構。
【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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【図１２】
0004605249.tif 000013
【図１３】
0004605249.tif 000014
【図１４】
0004605249.tif 000015
【図１５】
0004605249.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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