(57)【要約】      （修正有）【課題】シート給送装置において、シート積載量が多く重量的にも大きなシートカセットの場合でも軽力で出し入れ可能で、ユーザへの作業負担を軽減する。【解決手段】シートカセット３２が引き出された状態から、ユーザが操作レバー１０２を手前に引いて回動させると、その動きが装置本体側のばね切替アーム１０５の受動面１０５ｃに伝わる。ばね切替アーム１０５が時計廻りに回動すると、コイルばね１０６が伸びて変位する。引き込みアーム１０４はその伸張したコイルばね１０６によって回動トルクを受けて反時計廻りに回動し、その回動をシートカセット３２側の伝達アーム１０１に伝達される。伝達アーム１０１を介してシートカセット３２はシート給送装置３１の装置本体内に引き込まれる方向へ力が倍加される。反対に、装着状態のシートカセット３２をシート給送装置３１から引き出すときも、逆方向に切り替えられた回動トルクで引き出し力が倍加される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを積載して収容するシートカセットが装置本体に出し入れ自在に設けられ、トグル機構の回転トルクを利用して前記シートカセットの前記装置本体の出し入れを補助する機構を備えたシート給送装置において、
前記トグル機構における付勢方向の切り替え時の操作力を軽減するための操作力軽減機構を備えたことを特徴とするシート給送装置。
【請求項２】
前記トグル機構は、前記シートカセットの引き出し力および押し込み力を倍加するための回動トルクを、作用切替ポイントを境にして切り替えることにより生じさせることを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
【請求項３】
前記操作力軽減機構が、
前記装置本体に回動可能に軸支され、前記シートカセット係合して引き出し力および押し込み力を付与するための引き込み部材と、
前記装置本体に回動可能に軸支され、一端部に操作力を受ける受動面を有する弾性切替部材と、
前記引き込み部材の作動端部の近傍に一端部が係止されかつ他端部が前記弾性切替部材に係止され、前記弾性切替部材が変位したときに前記引き込み部材に対して引張力による回動トルクを付与し、前記作用切替ポイントを境界に前記回動トルクをカセット引き出し方向またはカセット押し込み方向に切り替える弾性部材と、
前記シートカセットに回動可能に回動軸に軸支され、回動時に他端部が前記弾性切替部材の前記受動面に当接して操作力を付与する操作部材と、
を備え、
前記操作部材の操作により前記弾性切替部材を回動させて前記弾性部材の他端を前記作用切替ポイントに接近させることを特徴とする請求項２に記載のシート給送装置。
【請求項４】
前記操作部が、レバー形状に形成されており、操作をする端部側と回動軸との距離が、前記弾性切替部材の前記受動面に当接する他端部がと回動軸との距離よりも長く設定していることを特徴とする請求項３に記載のシート給送装置。
【請求項５】
前記作用切替ポイントは、前記引き込み部材の一端部の回動支点と、前記引き込み部材に係止された前記弾性部材の一端部と、前記弾性部材の変位する他端部に連結された前記弾性切替部材の他端部との３点を結ぶ直線上に揃った状態であり、その直線を一側に越えると前記シートカセットを前記装置本体から引き出す方向に前記弾性部材が前記引き込み部材に回動トルクを付与し、他側に越えると前記シートカセットを前記装置本体に押し込む方向に前記弾性部材が前記引き込み部材に回動トルクを付与することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項６】
前記弾性部材が、両端を前記引き込み部材と前記弾性切替部材とに係止して連結されたコイルばねを含むばね部材であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項７】
前記請求項1乃至６のいずれか１項に記載のシート給送装置と、
前記シート給送装置から送り出されるシートに画像を形成する画像形成手段と、
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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置および複合機などの画像形成装置に装備されるシート給送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録紙などのシートを積載したシートカセットを画像形成装置本体に一方向から出し入れして着脱する構造の画像形成装置では、シートカセットが常に画像形成装置本体の定まった装着位置に正確に着脱することが要求される。シートカセットが正規の装着位置に装着されることにより、画像形成部で形成するシート上の画像位置が正確に決まり、また搬送途中で紙詰まり（ジャム）などの搬送不良を起こすことがないように安定したシートの搬送が可能になる。同時に、シート補給ごとに頻繁に行われるシートカセットの画像形成装置本体への着脱作業についても、ユーザに大きな力をかけさせない簡易な利便性が求められる。
【０００３】
画像形成装置本体へのシートカセットの正確な装着、ならびに着脱時の労力軽減を目標として、トグル機構を用いたカセット保持装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。トグル機構を用いたカセット保持装置では、カセット挿入時は、シートカセットを所定の位置まで挿入すると、トグル機構によりばね力を利用してシートカセットが画像形成装置本体内の装着位置に自動的に引き込まれて位置決めされる。それに対して、シートカセットを引き出す時は、ばね力に抗して所定の位置まで引き出すとトグル機構によりばね力で自動的に一定量押し出させる。
【０００４】
【特許文献１】特開平４-８５２２０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、大容量シート給送装置用のシートカセットのなかには、シート満載時のシートカセットを含めた総重量がたとえば３０ｋｇを超える場合がある。そうした重量の大きいシートカセットを画像形成装置本体に出し入れするには、トグル機構を用いたカセット保持装置では対応が困難であり、ユーザに大きな労力を強いる。すなわち、重量の大きなシートカセットを引き込むためには大きなばね力が必要であるが、引き出すときには、この大きなばね力に抗してシートカセットを引き出さなければならなくユーザの大きな負担となる。
【０００６】
以上から、本発明の目的は、シート積載量が多く重量的に大きなシートカセットの場合でも容易に出し入れでき、ユーザへの作業負担を軽減できるシート給送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明によるシート給送装置は、シートを積載して収容するシートカセットが装置本体に出し入れ自在に設けられ、トグル機構の回転トルクを利用して前記シートカセットの前記装置本体の出し入れを補助する機構を備えたシート給送装置において、前記トグル機構における付勢方向の切り替え時の操作力を軽減するための操作力軽減機構を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のシート給送装置によれば、操作力軽減機構によって、シートカセットを装置本体から出し入れするときの労力を軽減でき、特にシートカセットに大量のシートが積載された重量が大きい場合に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係るシート給送装置および画像形成装置のそれぞれ好適な実施形態について、電子写真方式レーザビームプリンタ（以下、単にプリンタという）の場合を図を参照して詳述する。
【００１０】
（画像形成装置）
はじめに、本実施形態のシート給送装置が装備されるプリンタについて、図１〜図３を参照して概略的に示す。この場合、記録紙などのシートＳを大量に積載して収納する大容量シート給送装置を想定しており、オプションとしてプリンタ本体１に装備することができる。
【００１１】
図１および図２に外観を示すプリンタ本体１は、内部構造を示す図３のように、サイズや質の異なるシートＳを載置して収容する上下２段にシートカセット２ａ，２ｂが装備され、プリンタ本体１の前部から出し入れされる。上下のシートカセット２ａ，２ｂ内のサイズのシートＳが選択されると、ピックアップローラ３ａ，３ｂによって最上位のシートＳからピックアップして送り出される。また、ピックアップローラ３ａ，３ｂによって送り出されたシートＳは、フィードローラ４ａ，４ｂおよびリタードローラ５ａ，５ｂによって１枚ずつ分離して搬送される。また、それぞれ一対でなっている搬送ローラ６，７，８，１０を有し、フィードローラ４ａ，４ｂによって給送されたシートＳを順次受け取ってレジストローラ１１に向けて搬送する。レジストローラ１１は一旦停止した状態で、搬送ローラ１０によって搬送されたシートＳの先端をレジストローラ１１のニップ部に当接させてループを形成して斜行を補正する。また、このレジストローラ１１はシートＳをプロセスカートリッジ１４に内蔵された画像形成手段となる電子写真感光体ドラム（以下、単に感光体ドラムという）１３と転写ローラ１２との間のニップ部に搬送する。なお、プロセスカートリッジ１４とは、感光体ドラム１３を内蔵し、プロセス手段である帯電手段、現像手段およびクリーニング手段のうちの少なくともどれかを組み合わせてカートリッジ化し、プリンタイ本体１に自在に着脱されるものをいう。
【００１２】
帯電手段は感光体ドラム１３のドラム表面を一様に帯電する。この帯電された感光体ドラム１３の表面にレーザ露光光学系１５から射出された画像情報に応じたレーザ光を照射することで静電潜像が形成され、この静電潜像にトナー像が形成される。すなわち、プロセスカートリッジ１４に内蔵された現像手段によって感光体ドラム１３にトナー画像が形成される。感光体ドラム１３の回転と同期してレジストローラ１１が回転する。このレジストローラ１１によって感光体ドラム１３と転写ローラ１２との間のニップ部にシートＳが搬送され、転写ローラ１２の作用でドラム表面のトナー画像が転写される。定着装置１６は、トナー画像が転写されたシートＳが定着装置１６を通過する際、加熱および加圧処理されてトナー画像をシートＳに永久定着する。定着を終えたシートＳは排出ローラ１８で搬送されてプリンタ本体１の上部に配置した排出トレイ１９上に排出して積載される。
【００１３】
（シート給送装置）
次に、図３を参照して、プリンタ本体１にオプションとして装備される本実施形態のシート給送装置３１を図４〜図６で説明する。
【００１４】
シート給送装置３１はプリンタ本体１を下方から支える支持台を兼ね、プリンタ本体１内の上下２段のシートカセット２ａ，２ｂよりも大量のシートＳを収容するシートカセット３２を有し、ここから画像形成部に向けて１枚ずつ送り出して給送する。シートカセット３２はシート給送装置３１の本体に対して出し入れ自在となっている。シートカセット３２の内部には大量のシートＳを積載するシート積載台３７が上下方向へ昇降動可能に備わっている。また、シートカセット３２の左右両側に走行レール４０ａ，４０ｂが水平に設けられ、シート給送装置３１の外装筐体の左右両側に設けたガイドレール３９ａ，３９ｂに支持されている。この両側のガイドレール３９ａ，３９ｂに案内されてシートカセット３２がシート給送装置３１に筐体前部から出し入れされる。
【００１５】
シート積載台３７の上方には、シートＳを最上位のものから送り出すピックアップローラ３３が配置され、ピックアップローラ３３で送り出されたシートＳを１枚ずつ分離して給送するフィードローラ３４とリタードローラ３５が備わっている。フィードローラ３４とリタードローラ３５で分離給送されたシートＳは搬送ローラ３６によってプリンタ本体１の画像形成部に向けて搬送される。また、回転動力を受けて回転する巻取ドラム３８でシート積載台３７に繋ぎ止められた牽引ワイヤ４１ａ，４１ｂを巻き取り、シート積載台３７を上昇させる。上昇したシート積載台３７を高さ位置が検知手段４３によって検出され、最上位のシートＳが常に一定高さレベルになるように制御される。画像形成部に給送されたシートＳは、画像形成プロセスを経て画像形成を終えると排出トレイ１９へと排出される。
【００１６】
かかるシート給送装置３１には本発明の要部である操作力軽減機構が設けられている。本機構は、トグル機構の原理を利用したシートカセット３２の引き込み機構を改良するための機構である。シートカセットを引き込む機構は、後述する引き込みアーム１０４がその支点位置（支点ピン１０５ａの位置）とコイルばね１０６との位置関係に応じて回動方向が切り換わり（トグル機構）、その切り換わり時に生じる力を利用したものである。次に、操作力軽減機構について説明する。
【００１７】
シート給送装置３１の筐体には、後述のシートカセット３２に設けた伝達アーム１０１の係合ピン１０１ｂが係合して案内される所定の曲率で形成された湾曲状のガイド溝１０３を有している。また、その給送装置筐体には、引き込みアーム（引き込み部材）１０４とばね切替アーム（弾性切替部材）１０５がそれぞれ支点ピン１０４ａ，１０５ａを支点にして回動可能に設けられている。引き込みアーム１０４とばね切替アーム１０５は、それぞれ一端部に設けたばね係止部１０４ｂ，１０５ｂにコイルばね（弾性部材）１０６の両端を引っ掛けて連結されている。そのため、引き込みアーム１０４とばね切替アーム１０５にはコイルばね１０６のばね力が働き、それら両アームが動作して双方のばね係止部１０４ｂ，１０５ｂと支点ピン１０５ａとの三点が一直線（Ｌ１）上に揃う。この直線Ｌ１が、シートカセット３２を引き込む際の作用切替ポイントとなる。この作用切替点ポイントとしての直線Ｌ１に対して支点ピン１０４ａが一方側（装置の内側）に位置すると、シートカセット３２をシート給送装置３１から引き出す方向に力が働き、他方側（装置の外側）に位置するとシートカセット３２をシート給送装置３１に引き込むる方向に力が働く。
【００１８】
一方、シートカセット３２側においては、伝達アーム１０１と操作レバー（操作部材）１０２が設けられている。操作レバー１０２は図でいう上端付近に設けた支点ピン１０２ａを支点に図４の定常位置からユーザによる引く操作で時計廻り方向に回動可能となっている。この操作レバー１０２の支点ピン１０２ａに隣接する端部は突き当て端部１０２ｂとなっており、レバー回動時に突き当て端部１０２ｂがばね切替アーム１０５の一端部の受動面１０５ｃに当接して、ばね切替アーム１０５を回転させる。なお、操作レバー１０２の支点ピン１０２ａの位置は、ユーザの操作部（図中下側端部）からの距離が切替アーム１０５の受動面１０５ｃに当接する突き当て端部１０２ｂからの距離よりも大きく設定されている。そのため、梃子の原理により小さい操作力により切替アーム１０５を大きな力で回動することができる。伝達アーム１０１は一端部が支点ピン１０１ａを介してカセット筐体に軸支され、他端部に設けたガイドピン１０１ｂがシート給送装置３１側に設けた上記湾曲状のガイド溝１０３に係合している。すなわち、シートカセット３２の出し入れ動作と一体にその伝達アーム１０１が移動し、ガイドピン１０１ｂがガイド溝１０３に案内され、ガイドピン１０１ｂの動きをこれに一端部が係合する上記引き込みアーム１０４に伝達する。
【００１９】
以上の構成による操作力軽減機構は、シートカセット３２をシート給送装置３１に出し入れする際に次のように動作して作用する。
【００２０】
まず、図４に示すように、シート給送装置３１からシートカセット３２が引き出された状態とする。このとき、シート給送装置３１側の引き込みアーム１０４とばね切替アーム１０５は、双方のばね係止部１０４ｂ，１０５ｂと支点ピン１０５ａとを結ぶ線が一直線（直線Ｌ１）上になるように配置されている。このとき、直線L１に対して支点ピン１０４ａが装置の内側（図４中右側）に位置しているため、引き込みアーム１０４はコイルばね１０６時計廻り方向への回転トルクが発生して回転しようとするが、ストッパ（図示略）に当接して停止している。
【００２１】
この状態から、ユーザが押してシートカセット３２をシート給送装置３１に押し入れると、そのシートカセット３２の僅かな押し込み移動が伝達アーム１０１を介してシート給送装置３１の引き込みアーム１０４に伝達される。伝達アーム１０１の一端側のガイドピン１０１ｂはシート給送装置３１側のガイド溝１０３に案内されて移動し、引き込みアーム１０４が支点ピン１０４ａを支点にして反時計廻り方向に押されて回動する。この動きで直線Ｌ１が反時計廻り方向へ変位し、引き込みアーム１０４の支点ピン１０４ａよりも図中右側のシート給送装置３１の内部に向かって移動する。
【００２２】
この移動により、作用切替ポイントである直線Ｌ１が支点ピン１０４ａを越えて反対側に位置することによって、コイルばね１０６の弾性力で引き込みアーム１０４に反時計廻り方向の回転トルクが発生する。これにより、引き込みアーム１０４が、支点ピン１０４ａの周りで反時計廻り方向に回動させられる。この引き込みアーム１０４に働く回転トルクが伝達アーム１０１にガイドピン１０１ｂを介して働き、伝達アーム１０１からシートカセット３２に引き込み加勢力として伝わり、シート給送装置３１の内部へと引き込む力となる。図５に示すように、装着位置まで引き込まれたシートカセット３２はストッパ（図示略）に当接した位置で停止して位置決めされる。その間、ユーザは大きな力を加えてシートカセット３２を押し込む必要はなく、当初軽い力でシートカセット３２を押し込むだけである。後はシートカセット３２が自動的にシート給送装置３１に向かって装着位置まで移動される。
【００２３】
一方、シートカセット３２が装着されてシート給送装置３１に収まっている状態から、シート補給などのためにユーザがシートカセット３２をシート給送装置３１から引き出す場合、次のように動作する。図６に示すように、ユーザが操作レバー１０２を掴んで支点ピン１０２ａを支点に時計廻り方向に回動させると、レバー端の突き当て端部１０２ｂがシート給送装置３１側のばね切替アーム１０５を受動面１０５ｃに当接して押す。ばね切替アーム１０５は支点ピン１０５ａを中心に時計廻り方向に回動させられる。このとき、操作レバー１０２は梃子の原理により小さい操作力で切替アーム１０５を大きな力（コイルばね１０６の弾性力に抗する力）で回転させる。そして、このばね切替アーム１０５の時計廻り方向への回動によって、ばね係止部１０５ｂが引き込みアーム１０４のばね係止部１０４ｂとを結ぶ線Ｌ２に接近する。そして、ばね係止部１０５ｂ、ばね係止部１０４ｂ、支点ピン１０４ａの三点が一直線上に揃う。この直線Ｌ２がシートカセット３２を引き出す際の作用切替ポイントとなる。この状態では、コイルばね１０６による引き込みアーム１０４を回動させようとする回転トルクが発生しない。その状態でシートカセット３２を引き出すと、引き込みアーム１０４が時計廻り方向に回転して、作用切替点ポイントである直線Ｌ２が時計廻り方向に回転する。これにより、直線Ｌ２上から切替アーム１０５のばね係止部１０５ｂが外れる。これにより、コイルばね１０６の力が切り替わって引き込みアーム１０４を支点１０４ａから時計廻り方向に回動させるよう働く。その動きが伝達アーム１０１を介してシートカセット３２に加勢力として伝わり、シートカセット３２は自動的に装着位置から引き出される。このようにして、ユーザはシートカセット３２にさほど大きな力を加えずとも、シートカセット３２をシート給送装置３１から引き出すことができる。
【００２４】
ところで、従来構造では、シートカセットを引き込む力がそのままシートカセットを引き出す力となり、特にシート積載量が大きい場合は非常に大きな力が必要であった。それに対して、本実施形態では操作力軽減機構から発生する力でシートカセット３２を加担し、引き込む力と引き出す力のいずれもが軽微で済み、それだけユーザのカセット出し入れ時の作業労力が軽減される。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば他の実施形態、応用例、変形例およびそれらの組み合わせも可能である。
【００２６】
たとえば、上記実施形態においては、図６で示されたように、操作レバー１０２を回転させたときに、直線Ｌ２上に引き込み切替アーム１０５のばね係止部１０５ｂが揃った位置になるように設定したが、このような設定に限定されない。直線Ｌ２と切替アーム１０５のばね係止部１０５ｂとが接近する方向に移動させ、揃う位置か又は揃う位置の近くで停止させるよう設定すればよい。すなわち、切替アーム１０５のばね係止部１０５ｂが直線Ｌ２上に揃わなくとも、ばね係止部１０５ｂと直線Ｌ２との相対的な距離が小さくなるように設定すれば、引き込みアーム１０４の反時計廻り方向への回動トルクが小さくなる。結果、シートカセット３２を引き出す力は小さくて済む。なお、操作レバー１０２を回転させたときに、直線Ｌ２がばね係止部１０５ｂよりも図でいう左側になるようにばね切替アーム１０５を回動させれば、引き込みアーム１０４に時計廻り方向への回動トルクが発生する。そのため、シートカセット３２を引き出す方向に力が発生し、シートカセット３２を引き出す力が更に小さくて済む。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態による大容量のシート給送装置がプリンタ本体に装備された状態を示す外観斜視図。
【図２】本実施形態のシート給送装置におけるシートカセットを引き出す状態を示す外観斜視図。
【図３】プリンタ本体およびシート給送装置の断面図。
【図４】本実施形態のシート給送装置におけるシートカセットが引き出されたときの操作力軽減機構を示す図。
【図５】同シートカセットの装着時における操作力軽減機構の状態を示す図。
【図６】同シートカセットの装着時から引き出し時における操作力軽減機構の状態を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１          プリンタ本体（画像形成装置本体）
３１        シート給送装置
３２        シートカセット
１０１      伝達アーム
１０１ａ    支点ピン
１０１ｂ    ガイドピン
１０２      操作レバー
１０２ａ    支点ピン
１０３      ガイド溝
１０４      引き込みアーム
１０４ａ    支点ピン
１０４ｂ    ばね係止部
１０５      ばね切替アーム
１０５ａ    支点ピン
１０５ｂ    ばね係止部
１０５ｃ    受動面
【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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