(57)【要約】【課題】給紙カセットを正規の位置に常に確実に挿入することができるとともに、ギヤや他の部品の損傷を防ぐことができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】画像形成装置本体に着脱可能であって、揺動可能な用紙積載板と、該用紙積載板を揺動させる駆動ギヤＧ６を備えた給紙カセットの画像形成装置本体への着脱動作によって、該給紙カセットの前記駆動ギヤＧ６を画像形成装置本体側に設けられた駆動ユニット３４のギヤ列の最終ギヤＧ５２に対して着脱して前記用紙積載板への駆動伝達を断接するようにした画像形成装置において、前記駆動ユニット３４のギヤ列にラチェット機構４１を設ける。ここで、前記ラチェット機構４１は、前記給紙カセットを画像形成装置本体に装着するときのみ相対回転して前記駆動ギヤＧ６を前記駆動ユニッ３４の最終ギヤＧ５２に確実に噛合させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に着脱可能であって、揺動可能な用紙積載板と、該用紙積載板を揺動させる駆動ギヤを備えた給紙カセットの画像形成装置本体への着脱動作によって、該給紙カセットの前記駆動ギヤを画像形成装置本体側に設けられた駆動ユニットのギヤ列の最終ギヤに対して着脱して前記揺動積載板への駆動伝達を断接するようにした画像形成装置において、
前記駆動ユニットのギヤ列にラチェット機構を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ラチェット機構は、前記給紙カセットを画像形成装置本体に装着するときのみ相対回転して前記駆動ギヤを前記駆動ユニットの最終ギヤに確実に噛合させることを特徴とする請求項１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、給紙カセットを画像形成装置本体に装着すると、該給紙カセットの用紙積載板を揺動させる駆動ギヤが画像形成装置本体側の駆動ユニットの最終ギヤに噛合して用紙積載板への駆動伝達を可能とした画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置には、用紙を収容した給紙カセットが着脱可能に装着されるが、給紙カセットは、用紙を積載した揺動可能な用紙積載板を備えている。
【０００３】
ところで、画像形成動作によって用紙積載板上の用紙が消費されるに従って用紙積載板がリフトアップされるが、このリフトアップは、給紙カセットに設けられた駆動ギヤが画像形成装置本体側の駆動ユニットからの駆動伝達を受けることによって用紙積載板を揺動させることによってなされる。
【０００４】
即ち、給紙カセットを画像形成装置本体に装着すると、該給紙カセットの用紙積載板を揺動させる駆動ギヤが画像形成装置本体側の駆動ユニットの最終ギヤに噛合して用紙積載板への駆動伝達を可能とし、給紙カセットを画像形成装置本体から引き出すと、該給紙カセット側の駆動ギヤが画像形成装置本体側の最終ギヤから外れて用紙積載板への駆動伝達が遮断されるよう構成されている。
【特許文献１】特開２００３−１１８８５０号公報
【特許文献２】特開２００３−２４６４６８号公報
【特許文献３】特開２００５−１４９５７９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、上記構成を採用する画像形成装置においては、給紙カセットを画像形成装置本体に装着する際に該給紙カセット側の駆動ギヤと画像形成装置本体側の最終ギヤの歯面同士が突き当たって両ギヤが確実に噛合しないことがあり、このような場合には給紙カセットを画像形成装置本体の正規の位置まで挿入することができなかったり、ギヤや他の部品を損傷させてしまう可能性があった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、給紙カセットを正規の位置に常に確実に挿入することができるとともに、ギヤや他の部品の損傷を防ぐことができる画像形成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、請求項１記載の発明は、画像形成装置本体に着脱可能であって、揺動可能な用紙積載板と該用紙積載板を揺動させる駆動ギヤを備えた給紙カセットの画像形成装置本体への着脱動作によって、該給紙カセットの前記駆動ギヤを画像形成装置本体側に設けられた駆動ユニットのギヤ列の最終ギヤに対して着脱して前記用紙積載板への駆動伝達を断接するようにした画像形成装置において、前記駆動ユニットのギヤ列にラチェット機構を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ラチェット機構は、前記給紙カセットを画像形成装置本体に装着するときのみ相対回転して前記駆動ギヤを前記駆動ユニットの最終ギヤに確実に噛合させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、駆動ユニットのギヤ列にラチェット機構を設けたため、給紙カセットを画像形成装置本体に挿入するときに該給紙カセット側の駆動ギヤと画像形成装置本体側の最終ギヤの歯面同士が突き当たった場合であっても、ラチェット機構が相対回転して駆動ギヤを駆動ユニットの最終ギヤに確実に噛合させるため、給紙カセットを正規の位置に常に確実に挿入することができるとともに、ギヤや他の部品の損傷を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのレーザビームプリンタの側断面図であり、図示のレーザビームプリンタ１は、箱状の装置本体１ａを備えており、該装置本体１ａの上面の中央部には傾斜した凹状の排紙トレイ３２が設けられている。又、装置本体１ａの前面（図１の右方が前方）上部には開閉可能な手差しトレイ８が設けられ、装置本体１ａの下部には給紙カセット７が設けられており、この給紙カセット７は手前側に引き出すことができる。
【００１２】
而して、本実施の形態に係るレーザビームプリンタ１は、装置本体１ａ内に設けられた搬送路Ｌに沿って用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するものであって、前記搬送路Ｌは、装置本体１ａ内を前方から後方（図１の右方から左方）に略水平に延びる水平部Ｌ１と、該水平部Ｌ１の端部から略垂直に立ち上がる垂直部Ｌ２とで側面視略Ｌ字状に構成されている。
【００１３】
又、レーザビームプリンタ１は、装置本体１ａの下部に設けられた給紙部２と、該給紙部２の上方の装置本体１ａ内の略中央部に設けられた画像形成部３と、該画像形成部３の後方に配された定着部４と、該定着部４の上方の装置本体１ａの上面に設けられた凹状の排紙部５と、前記搬送路Ｌの水平部Ｌ１と前記給紙カセット７との間に設けられた再給紙搬送部６を備えている。
【００１４】
上記給紙部２は、用紙を収納するとともに、その用紙を前記画像形成部３に向けて給送するものであって、前記給紙カセット７と前記手差しトレイ８を含んで構成されている。ここで、給紙カセット７は、上面が開放された矩形箱状を成すものであって、その内部に積層して収容された不図示の用紙を１枚ずつ送り出す機能を果たし、これが図示のように装置本体１ａ内に装着されている状態では搬送路Ｌの水平部Ｌ１の下方に位置している。
【００１５】
又、給紙カセット７には、内底面に対して接離するリフト板９と、該リフト板９の接離動作に連動して昇降する用紙積載板１０と、前記リフト板９の前端（用紙の送出方向下流端）近傍に取り付けられて該リフト板９を図１の矢印方向に回動させるリフト駆動軸１１と、前記用紙積載板１０の後端（用紙の送出方向上流端）近傍を回動可能に軸支する軸１２を備えている。
【００１６】
更に、給紙部２には、給紙カセット７内の用紙積載板１０上に積層された用紙を１枚ずつ取り出すピックアップローラ１３と、取り出された用紙を搬送路Ｌの水平部Ｌ１へと送り出すフィードローラ１４とリタードローラ１５、複数の給紙ローラ１６，１７，１８、送り出された用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで画像形成部３へと供給するレジストローラ対１９の他、手差しトレイ８に載置された用紙を取り出すピックアップローラ２０が設けられている。
【００１７】
前記画像形成部３は、給紙部２から供給された用紙に画像を形成するものであって、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の前後方向略中央部に回転可能に配された像担持体としての感光ドラム２１、その周囲に配置された帯電器２２、現像装置２３、転写ローラ２４及びクリーニング装置２５、これらの上方に配置されたレーザスキャナユニット（ＬＳＵ）２６、トナーホッパー２７等を備えている。
【００１８】
又、前記定着部４は、画像形成部３において用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させるためのものであって、互いに圧接されて回転する加熱ローラ２８と加圧ローラ２９を備えている。
【００１９】
更に、前記排紙部５は、定着部４においてトナー像が定着された用紙を装置本体１ａ外へと排出するためのものであって、搬送路Ｌの垂直部Ｌ２の途中に設けられた複数の搬送ローラ対３０と垂直部Ｌ２の末端に設けられた排紙ローラ対３１及び装置本体１ａ外へと排出される用紙を積載するための前記排紙トレイ３２を備えている。
【００２０】
又、前記再給紙搬送部６は、用紙の両面に画像を形成する場合に使用されるものであって、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の下方に配された別の搬送路Ｌ’とその適所に設けられた複数の搬送ローラ対３３を備えている。
【００２１】
次に、以上の構成を有するレーザビームプリンタ１の画像形成動作について説明する。
【００２２】
例えばパーソナルコンピュータ（パソコン）等の端末から当該レーザビームプリンタ１にプリント開始信号が送信されると、画像形成部３においては、感光ドラム２１は不図示の駆動手段によって図１の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その表面が帯電器２２によって所定の電位に一様に帯電される。そして、端末から送信された画像データに基づくレーザ光がレーザスキャナユニット２６から出力されて感光ドラム２１上に照射されると、該感光ドラム２１上には静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム２１上に形成された静電潜像は、現像装置２３によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。
【００２３】
同時に給紙部２においては、例えば給紙カセット７内に収容された用紙は、ピックアップローラ１３によって最上位のものから１枚ずつピックアップされ、フィードローラ１４とリタードローラ１５及び給紙ローラ１６，１７，１８によって搬送路Ｌの水平部Ｌ１へと送り出され、レジストローラ対１９によって一時待機状態とされた後、感光ドラム２１上のトナー像に同期する所定のタイミングで画像形成部３へと供給される。尚、手差しトレイ８に積載された用紙に画像を形成する場合には、用紙は、ピックアップローラ２０によって１枚ずつ取り出され、給紙ローラ１６，１８によって搬送路Ｌの水平部Ｌ１へと送り出される。
【００２４】
画像形成部３においては、感光ドラム２１と転写ローラ２４との間の転写ニップへと供給された用紙は、転写ローラ２４によって感光ドラム２１に押し付けられながら搬送されることによって、その表面（転写面）に感光ドラム２１上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着部４へと搬送され、この定着部４において加熱ローラ２８と加圧ローラ２９によって挟み込まれて搬送される過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙へのトナー像の転写後に感光ドラム２１の表面に残留するトナー（転写残トナー）はクリーニング装置２５によって除去される。
【００２５】
而して、定着部４にて表面にトナー像が定着された用紙は、搬送ローラ対３０によって搬送路Ｌの垂直部Ｌ２を上方へと搬送され、排紙ローラ対３１によって装置本体１ａの上部に設けられた排紙トレイ３２に排出されて積載される。
【００２６】
以上が用紙の片面に画像を形成する場合の一連の動作であるが、用紙の両面に画像を形成する場合には、定着部４にて片面にトナー像が定着された用紙を搬送ローラ対３０によって搬送路Ｌの垂直部Ｌ２へと送り込んだ後、搬送ローラ対３０を逆転させることによって用紙をスイッチバックさせて別の搬送路Ｌ’へと送り込む。そして、搬送路Ｌ’に設けられた複数の搬送ローラ対３３によって用紙を搬送路Ｌ’に沿って前方（図１の右方）へと搬送し、該用紙を給紙ローラ１６，１７，１８によって搬送路Ｌの水平部Ｌ１に再び送り込めば、該用紙の表裏が逆転し、以後、前記と同様の動作によって感光ドラム２１上のトナー像を用紙の表面（画像が形成されていない他方の面）に転写し、そのトナー像を定着部４において用紙に定着させれば、用紙の両面に画像が形成される。このようにして両面に画像が形成された用紙は、前記と同様に搬送ローラ対３０によって搬送路Ｌの垂直部Ｌ２を上方へと搬送され、排紙ローラ対３１によって排紙トレイ３２に排出される。
【００２７】
次に、本発明の要旨を図２〜図１１に基づいて説明する。
【００２８】
図２は駆動ユニットのカバーを外した状態の斜視図、図３及び図４は図２のＡ−Ａ線断面図、図５は同駆動ユニットのギヤ列の斜視図、図６は同駆動ユニットのラチェット機構の分解斜視図、図７は給紙カセット挿入時のギヤの噛み合いを示す用紙積載板と駆動ユニットの斜視図、図８は給紙カセット挿入時のギヤの噛み合いを示す駆動ユニットの斜視図、図９は給紙カセット挿入時の駆動ユニット側ギヤの回転を示す斜視図、図１０は用紙積載板上昇時のギヤの噛み合いを示す用紙積載板と駆動ユニットの斜視図、図１１は用紙積載板上昇時のギヤの噛み合いを示す駆動ユニットの斜視図である。
【００２９】
画像形成装置本体１ａの前記給紙カセット７が挿入される部分の側部には図２に示す駆動ユニット３４が設けられている。この給紙ユニット３４は、前記用紙積載板１０に駆動を伝達してこれを軸１２を中心として上下に揺動させるユニットであって、これには駆動源であるモータ３５と、該モータ３５の回転を前記リフト駆動軸１１（図１及び図７）に伝達するためのギヤ列Ｇが設けられている。
【００３０】
上記ギヤ列Ｇは、図５に示すように、前記モータ３５から水平に延びる出力軸（モータ軸）３５ａに結着されたピニオンギヤＧ１と、該ピニオンギヤＧ１に順次噛合する４つの段ギヤＧ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５で構成されている。ここで、段ギヤＧ２の大径ギヤＧ２１はピニオンバヤＧ１に噛合しており、段ギヤＧ２の小径ギヤＧ２２は段ギヤＧ３の大径ギヤＧ３１に噛合し、段ギヤＧ３の小径ギヤＧ３２は段ギヤＧ４の大径ギヤＧ４１に噛合している。又、段ギヤＧ４の小径ギヤＧ４２は段ギヤＧ５の大径ギヤＧ５１に噛合し、最終ギヤである段ギヤＧ５の小径ギヤＧ５２は、図７及び図８に示すように、駆動ユニット３４の内面（装着された給紙カセット７の側面に対向する面）に突設されたカバー３６の切欠き部から一部が露出している。
【００３１】
ところで、図６に示すように、段ギヤＧ４の大径ギヤＧ４１と小径ギヤＧ４２とは分離可能であって、小径ギヤＧ４２の軸３７は大径ギヤＧ４１の中心部に形成されたボス３８の円孔３８ａに摺動可能に嵌合しており、両ギヤＧ４１，Ｇ４２は軸方向に相対移動可能である。そして、小径ギヤＧ４２にはリング状のラチェット爪３９ａが形成され、大径ギヤＧ４１の内部にもリング状のラチェット爪３９ｂが形成されている。
【００３２】
而して、図３に示すように、小径ギヤＧ４１の軸３７が大径ギヤＧ４１のボス３８に嵌合して両ギヤＧ４１，Ｇ４２が組み付けられると、大径ギヤＧ４１がスプリング４０によって小径ギヤＧ４２側（図３の左方）に付勢されており、通常はラチェット爪３９ａ，３９ｂ同士が互いに噛合している。ここで、ラチェット爪３９ａ，３９ｂとスプリング４０はラチェット機構４１を構成しており、従って、段ギヤＧ４にはラチェット機構４１が組み込まれている。
【００３３】
他方、図７に示すように、給紙カセット７の前記リフト駆動軸１１の端部にはセクタギヤＧ７が結着されており、このセクタギヤＧ７には駆動ギヤＧ６が噛合している。尚、駆動ギヤＧ６も給紙カセット７側に設けられている。
【００３４】
以上において、給紙カセット７を画像形成装置本体１ａに対して図７及び図８の矢印ａ方向に挿入すると、該給紙カセット７側の駆動ギヤＧ６が駆動ユニット３４側の最終ギヤである段ギヤＧ５の小径ギヤＧ５２に噛合し、モータ３５の出力軸３５ａの回転はピニオンＧ１から段ギヤＧ２〜Ｇ５を経て減速されて給紙カセット７側の駆動ギヤＧ６及びセクタギヤＧ７へと伝達される。即ち、図９〜図１１に示すように、駆動ユニット３４側の最終ギヤである段ギヤＧ５の小径ギヤＧ５２が矢印方向（時計方向）に回転すると、これに噛合する給紙カセット７側の駆動ギヤＧ６が矢印方向（反時計方向）に回転する。そして、駆動ギヤＧ６に噛合するセクタギヤＧ７とリフト駆動軸１１が矢印方向（時計方向）に回転し、リフト駆動軸１１によってリフト板９が該リフト駆動軸１１を中心として同方向（時計方向）に回動するため、このリフト板９によって用紙積載板１０が軸１２（図１参照）を中心として上方へと揺動する。
【００３５】
尚、駆動ユニット３４側の最終ギヤである段ギヤＧ５の小径ギヤＧ５２と給紙カセット７側の駆動ギヤＧ６との位置関係は、図１１に示すように、小径ギヤＧ５２から駆動ギヤＧ６に伝達される駆動力Ｆの水平分力Ｆ１
（＝Ｆｓｉｎα：αは圧力角）の方向が給紙カセット７の挿入方向（矢印ａ方向）を向くように設定されており、このようにすることによって駆動中に給紙カセット７が引き出し方向に力を受けることがない。
【００３６】
ところで、給紙カセット７を画像形成装置本体１ａに挿入するときに該給紙カセット７側の駆動ギヤＧ６と駆動ユニット３４側の最終ギヤである小径ギヤＧ５２の歯面同士が突き当たった場合には、駆動ギヤＧ６が小径ギヤＧ５２を図８の矢印方向（時計方向）に回転させようとし、その駆動力は段ギヤＧ５の大径ギヤＧ５１を経て段ギヤＧＧ４の小径ギヤＧ４２に伝達され、該小径ギヤＧ４２が図４の矢印方向の駆動力を受ける。
【００３７】
ここで、ラチェット爪３９ａ，３９ｂは、小径ギヤＧ４２が図４の矢印方向に回転する場合には駆動伝達がなされない形状を有しているため、小径ギヤＧ４２が図４の矢印方向の駆動力を受けると、ラチェット機構４１が動作して一方のラチェット爪３９ｂがスプリング４０の付勢力に抗して軸方向（図４の矢印方向）に移動して他方のラチェット爪３９ａから退避する。このため、段ギヤＧ４の小径ギヤＧ４２の回転が許容され、最終ギヤである小径ギヤＧ５２の回転も許容されるため、該小径ギヤＧ５２と給紙カセット７側の駆動ギヤＧ６とが確実に噛合する。この結果、給紙カセット７が画像形成装置本体１ａの正規の位置に常に確実に挿入されるとともに、互いに噛合する小径ギヤＧ５２と駆動ギヤＧ６や他の部品の損傷が防がれる。
【００３８】
又、給紙カセット７を画像形成装置本体１ａから引き出す場合には、一旦噛み合った小径ギヤＧ５２と駆動ギヤＧ６が外れるだけであるため、ラチェット機構４１は動作しない。即ち、ラチェット機構４１は、給紙カセット７を画像形成装置本体１ａに装着するときのみラチェット爪３９ａ，３９ｂが相対回転して駆動ギヤＧ６を駆動ユニット３４の最終ギヤである小径ギヤＧ５２に確実に噛合させるよう機能する。
【００３９】
尚、以上は本発明を特にレーザビームプリンタに適用した形態について説明したが、本発明は、プリンタの他、複写機やファクシミリ装置、それらの複合機等の他の任意の画像形成装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る画像形成装置（レーザビームプリンタ）の側断面図である。
【図２】駆動ユニットのカバーを外した状態の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図（ラチェット機構非作動時）である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図（ラチェット機構作動時）である。
【図５】駆動ユニットのギヤ列の斜視図である。
【図６】駆動ユニットのラチェット機構の分解斜視図である。
【図７】給紙カセット挿入時のギヤの噛み合いを示す用紙積載板と駆動ユニットの斜視図である。
【図８】給紙カセット挿入時のギヤの噛み合いを示す駆動ユニットの斜視図である。
【図９】給紙カセット挿入時の駆動ユニット側ギヤの回転を示す斜視図である。
【図１０】用紙積載板上昇時のギヤの噛み合いを示す用紙積載板と駆動ユニットの斜視図である。
【図１１】用紙積載板上昇時のギヤの噛み合いを示す駆動ユニットの斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１              レーザビームプリンタ（画像形成装置）
１ａ            画像形成装置本体
２              給紙部
３              画像形成部
４              定着部
５              排紙部
６              再給紙搬送部
７              給紙カセット
８              手差しトレイ
９              リフト板
１０            用紙積載板
１１            リフト駆動軸
１２            軸
１３            ピックアップローラ
１４            フィードローラ
１５            リタードローラ
１６〜１８      給紙ローラ
１９            レジストローラ対
２０            ピックアップローラ
２１            感光ドラム
２２            帯電器
２３            現像装置
２４            転写ローラ
２５            クリーニング装置
２６            レーザスキャナユニット（ＬＳＵ）
２７            トナーホッパー
２８            加熱ローラ
２９            加圧ローラ
３０            搬送ローラ対
３１            排紙ローラ対
３２            駆動排紙トレイ
３３            搬送ローラ対
３４            駆動ユニット
３５            モータ
３５ａ          モータの出力軸（モータ軸）
３６            駆動ユニットのカバー
３７            ギヤの軸
３８            ギヤのボス
３９ａ，３９ｂ  ラチェット爪
４０            スプリング
４１            ラチェット機構
Ｇ              ギヤ列
Ｇ１            ピニオンギヤ
Ｇ２〜Ｇ５      段ギヤ
Ｇ６            駆動ギヤ
Ｇ７            セクタギヤ
Ｌ，Ｌ’        搬送路
Ｌ１            搬送路の水平部
Ｌ２            搬送路の垂直部
【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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