(57)【要約】【課題】駆動機構によって用紙トレイを移動させることができ、用紙トレイと駆動機構の係合と解除が切り替わることによって用紙トレイの着脱を容易に行うことが可能な、新規かつ改良された画像形成装置及び画像形成方法を提供すること。【解決手段】トレイ設置部に着脱可能に設置される用紙トレイ１１０と、用紙トレイが所定位置に到達したかどうかを検出する位置検出部１６２、１６４と、位置検出部が用紙トレイの所定位置を検出したときに駆動されて、用紙トレイをトレイ設置部に収納する方向又はトレイ設置部から排出する方向に駆動させる駆動機構１２０、２２０と、駆動機構の位置を用紙トレイに係合する位置と係合を解除する位置との間で切り替える係合切替部１７０、１２２とを備えることを特徴とする。【選択図】図２
2009007141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレイ設置部に着脱可能に設置される用紙トレイと、
前記用紙トレイが所定位置に到達したかどうかを検出する位置検出部と、
前記位置検出部が前記用紙トレイの前記所定位置を検出したときに駆動されて、前記用紙トレイを前記トレイ設置部に収納する方向又は前記トレイ設置部から排出する方向に駆動させる駆動機構と、
前記駆動機構の位置を前記用紙トレイに係合する位置と前記係合を解除する位置との間で切り替える係合切替部と、
を備えることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動機構は、前記位置検出部が前記用紙トレイの収納開始又は排出開始を検出したとき駆動され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】
前記位置検出部が前記用紙トレイの収納完了又は排出完了を検出したとき、前記駆動機構は駆動を終了し、前記係合切替部は、前記駆動機構の位置を前記用紙トレイとの前記係合を解除する位置に切り替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】
前記用紙トレイはラックが設けられ、
前記駆動機構は前記ラックと噛み合うギアを有し、
前記係合切替部は、前記係合を解除するとき、前記駆動機構の位置を前記ギアの歯面が前記ラックの歯面と干渉しない位置に切り替えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記係合切替部は、前記ギアと接続されたプランジャーを有するソレノイドであることを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ギアは、太陽ギアと、前記太陽ギアと噛み合う遊星ギアとを有し、
前記係合切替部は、前記駆動機構の駆動力で前記遊星ギアの位置を切り替えることを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記遊星ギアと前記ラックとの間に、上下方向に移動可能な前記遊星ギア及び前記ラックと噛み合うラック駆動ギアを備えることを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記遊星ギアは、第１の遊星ギアと第２の遊星ギアとを有し、
前記係合切替部は、前記第１の遊星ギアを前記用紙トレイとの係合を解除する位置から前記用紙トレイと係合する位置に切り替えるとき、前記第２の遊星ギアを前記用紙トレイと係合する位置から前記係合を解除する位置に切り替えることを特徴とする、請求項６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、画像形成装置及び画像形成方法に関し、特に用紙トレイを着脱する際に適用して好適な画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンター等の画像形成装置では、印刷媒体としての用紙を収納する用紙トレイが装置本体に対して引き出し可能に設けられている。通常、用紙トレイ内の用紙が無くなった際には、用紙トレイを画像形成装置から引き出して用紙トレイ内に用紙を充填補充した後、用紙トレイを画像形成装置内に押し込むという操作が行われる。
【０００３】
また、画像形成装置内に用紙トレイが押し込まれた状態では、保持手段が用紙トレイを画像形成装置内に保持する。保持手段は、外部又は装置本体の振動などによって用紙トレイが装置本体の外部へ外れてしまうことを防止することができる。
【０００４】
特許文献１〜４では、用紙トレイを画像形成装置から引き出す操作、又は用紙トレイを画像形成装置内に押し込む操作を補助する駆動装置が設けられた画像形成装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２３８５６５号公報
【特許文献２】特開平５−２７０６６９号公報
【特許文献３】特開平５−２７８８７４号公報
【特許文献４】特開２００５−２６３３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
用紙トレイの引き出し操作又は押し込み操作は、使用者の手動によって行われる場合が一般的である。しかし、内部に大量の用紙が収容可能な大容量の用紙トレイを操作する場合、用紙トレイの重量が重くなるため使用者は大きな力が必要となり、操作性が悪化するという問題があった。
【０００７】
上記の特許文献１〜４に記載された技術では、手動による操作ではなく、機械的な駆動装置を設けることによって用紙トレイの出し入れ操作を補助している。
【０００８】
例えば、特許文献１〜３では、モータ、センサー、ラック・アンド・ピニオン機構を使用して、用紙トレイを駆動させる装置が開示されている。しかし、これらの駆動装置は用紙トレイを画像形成装置の装置本体から完全に取り外すことを想定していない。仮に装置本体から用紙トレイを取り外すことができたとしても、用紙トレイを再装着する場合、用紙トレイに設けられたラックギアがピニオンギアとぶつかり合う可能性がある。そのため、ラックギアとピニオンギアを噛み合わせることができないため、用紙トレイの押し込み操作を安定してスムーズに行うことができないという問題があった。
【０００９】
また、特許文献４では、用紙トレイを完全に押し込み終える装着完了直前に用紙トレイを装置本体に自動的に引き込む装置が開示されている。しかし、装着完了直前にいたるまでの過程では、手動で用紙トレイを押し込む必要があった。また、排出過程では、用紙トレイを引き出す操作を全て手動で行う必要があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、駆動機構によって用紙トレイを移動させることができ、用紙トレイと駆動機構の係合と解除が切り替わることによって用紙トレイの着脱を容易に行うことが可能な、新規かつ改良された画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、トレイ設置部に着脱可能に設置される用紙トレイと、用紙トレイが所定位置に到達したかどうかを検出する位置検出部と、位置検出部が用紙トレイの所定位置を検出したときに駆動されて、用紙トレイをトレイ設置部に収納する方向又はトレイ設置部から排出する方向に駆動させる駆動機構と、駆動機構の位置を用紙トレイに係合する位置と係合を解除する位置との間で切り替える係合切替部とを備えることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１２】
かかる構成により、駆動機構は、位置検出部によって用紙トレイが所定位置に到達したことが検出されたとき用紙トレイを駆動させる。例えば、用紙トレイが手動によって挿入され、位置検出部による検出があったとき、駆動機構は用紙トレイの収納又は排出方向への駆動を開始する。そして、係合切替部が駆動機構の位置を用紙トレイと係合可能な位置と係合解除する位置との間で切り替えて、用紙トレイと駆動装置が係合されていない状態を設けることができるため、用紙トレイの装置本体への押し込み操作及び引き出し操作が容易となる。
【００１３】
上記駆動機構は、位置検出部が用紙トレイの収納開始又は排出開始を検出したとき駆動されるものであってもよい。かかる構成により、用紙トレイの収納開始又は排出開始に応じて駆動機構を駆動させることができる。
【００１４】
上記位置検出部が用紙トレイの収納完了又は排出完了を検出したとき、駆動機構は駆動を終了し、係合切替部は、駆動機構の位置を用紙トレイとの係合を解除する位置に切り替えるものであってもよい。かかる構成により、用紙トレイの収納完了又は排出完了に応じて、駆動機構と用紙トレイの係合を解除することができる。
【００１５】
上記用紙トレイはラックが設けられ、駆動機構はラックと噛み合うギアを有し、係合切替部は、係合を解除するとき、駆動機構の位置をギアの歯面がラックの歯面と干渉しない位置に切り替えるものであってもよい。かかる構成により、用紙トレイの着脱の際、ラックとギアが干渉することがないため、紙トレイの装置本体への押し込み操作及び引き出し操作がスムーズになる。
【００１６】
上記係合切替部は、ギアと接続されたプランジャーを有するソレノイドであってもよい。かかる構成により、簡潔な構造でギアとラックの係合の切替を行うことができる。
【００１７】
上記ギアは、太陽ギアと、太陽ギアと噛み合う遊星ギアとを有し、係合切替部は、駆動機構の駆動力で遊星ギアの位置を切り替えるものであってもよい。かかる構成により、遊星ギアが太陽ギア周囲を回転することによって、遊星ギアは用紙トレイと係合したり係合が解除されたりする。
【００１８】
上記遊星ギアとラックとの間に、上下方向に移動可能な遊星ギア及びラックと噛み合うラック駆動ギアを備えるものであってもよい。かかる構成により、ラック駆動ギアが上下方向に移動可能であるため、遊星ギアとラック駆動ギアとの干渉、ラック駆動ギアとラックとの干渉を防止することができる。
【００１９】
上記遊星ギアは、第１の遊星ギアと第２の遊星ギアとを有し、係合切替部は、第１の遊星ギアを用紙トレイとの係合を解除する位置から用紙トレイと係合する位置に切り替えるとき、第２の遊星ギアを用紙トレイと係合する位置から係合を解除する位置に切り替えるものであってもよい。かかる構成により、係合切替部の１回の動作で、用紙トレイの押し込み操作又は引き出し操作の準備を行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、駆動機構によって用紙トレイを移動させることができ、用紙トレイと駆動機構の係合と解除が切り替わることによって用紙トレイの着脱を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２２】
（第１の実施形態の構成）
先ず、図１に基づいて、本発明の各実施形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示す全体構成図である。本実施形態は、電子写真方式の例えば複写機やプリンター、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものであり、画像形成装置は、例えば非磁性のトナーと磁性体のキャリアとを混合した現像剤を用いて画像形成を行うものである。
【００２３】
本実施形態の画像形成装置１０は、図１に示すように、タンデム方式の画像形成装置１０であり、被記録画像の画像信号に応じて、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの色毎に設けられ、各色のトナー像をそれぞれ形成する複数の現像手段１と、各現像手段１で形成したトナー像が順次転写される転写ベルト２ａを備えた中間転写体２と、例えばシートなどの記録体Ｓを収納した用紙トレイ１１０から記録体Ｓを取り出しつつこれを搬送する記録体搬送手段３と中間転写体２から記録体Ｓに転写したトナー像を記録体Ｓに固定する定着手段４とが主な構成要素とされている。
【００２４】
色毎に設けられた複数の現像手段１は、図１に示すように、それぞれ、略円筒状に形成され、軸線Ｏ１周りに回転可能に設けられた感光体ドラム（像担持体）１ａと、感光体ドラム１ａの外周面を一様に負電荷に帯電させる帯電器１ｂと、帯電器１ｂに対して感光体ドラム１ａの回転方向Ｔ１の上流側に設けられ、感光体ドラム１ａの外周面に付着したトナーを除去して清浄化するクリーニング装置１ｃと、外周面に担持した負電荷のトナーを光走装置５で感光体ドラム１ａの外周面上に形成した静電潜像に供給し感光体ドラム１ａにトナー像を形成するトナー担持体１ｄと、固定の磁石体を内包しトナーと磁性体のキャリアを混合した現像剤を外周面に磁気的に担持しつつ搬送してトナー担持体１ｄにトナーを供給する現像剤担持体１ｅと、現像剤担持体１ｅが担持した現像剤の量を規制しつつこの現像剤を薄層形成する規制棒１ｆと、現像剤を攪拌しつつ搬送してこれを現像剤担持体１ｅに供給する一対の現像剤攪拌手段１ｇ，１ｈとから構成されている。また、一様に帯電した感光体ドラム１ａの外周面にレーザ光を照射しつつ走査し露光して、感光体ドラム１ａに被記録画像の画像信号に応じた静電潜像を形成する光走装置５が、現像手段１とは別に画像形成装置１０に設けられている。
【００２５】
現像剤担持体１ｅと規制棒１ｆと一対の現像剤攪拌手段１ｇ，１ｈは、現像剤担持体１ｅの下方に一対の現像剤搬送手段１ｇ，１ｈを配しつつ第２筐体（収容部）１ｑに一体に収められている。収容部１ｑ内には、一対の現像剤搬送手段１ｇ，１ｈが配置された下方部分にトナーとキャリアを混合した現像剤が収容される。ちなみに、トナーは、現像手段１とは別に画像形成装置Ａ内に設けられた色毎のトナーをそれぞれ貯留するトナー貯留槽８ｍ，８ｙ，８ｃ，８ｂが、複数の現像手段１の複数の収容部１ｑにそれぞれ接続されて供給される。
【００２６】
中間転写体２は、その内周側に配置された駆動ローラ２ｂとテンションローラ２ｃと支持ローラ２ｄ，２ｅとにより循環移動される無端状の転写ベルト２ａと、転写ベルト２ａの内周側に設けられ、転写ベルト２ａの外周側に配置されたそれぞれの現像手段１の感光体ドラム１ａの外周側に転写ベルト２ａを押圧する複数の一時転写ローラ２ｆと、転写ベルト２ａの搬送方向（矢印方向）の最下流側に設けられたブラックのトナー像を形成する現像手段１よりも移送方向下流側に配置された支持ローラ２ｅと対向し、この支持ローラ２ｅとともに転写ベルト２ａを挟むように設けられた２次転写ローラ２ｇと、移送方向の最上流側に設けられたマゼンタのトナー像を形成する現像手段１よりも移送方向上流側の転写ベルト２ａ外周側に設けられ、転写ベルト２ａに付着したトナーを除去するベルトクリーニング装置２ｈとから構成されている。
【００２７】
記録搬送手段３は、同期して回転する複数の搬送ローラ３ｂを備えており、記録体Ｓを用紙トレイ１１０から取り出しつつこれを搬送し、前述の二次転写ローラ２ｇと転写ベルト２ａの間に供給するためのものである。また、二次転写ローラ２ｇによりトナー像を担持した記録体Ｓを、後述の記録体Ｓ搬送方向下流側に設けられた定着装置４に搬送し、これによりトナー像が溶融定着された記録体Ｓをさらに搬送して画像形成装置本体１０の外部に排出するためのものである。
【００２８】
定着装置４は、互いの外周面が押圧接触するように設けられた加熱ローラ４ａと加圧ローラ４ｂとを備えて構成されている。加熱ローラ４ａは、略円筒状に形成されつつ軸回転可能とされ、例えば金属製の芯材にシリコンゴム等の耐熱弾性層が巻き付けられて構成され、その内部に例えばハロゲンランプなどの熱源を備えるものとされている。一方、加圧ローラ４ｂは、軸回転可能な略円柱状に形成され、例えば金属製の芯材にシリコンゴム等の耐熱弾性層が巻き付けられて構成されている。このような定着装置４は、加熱ローラ４ａと加圧ローラ４ｂの間に給送された記録体Ｓに対して、これが担持するトナー像を加熱溶融させつつ加圧して、記録体Ｓにトナー像を溶融定着させることが可能とされている。
【００２９】
次に、本実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置１００の構成を説明する。
【００３０】
図２及び図３は、本実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置１００の構成を示す模式図である。図２は、用紙トレイ１１０の側方、即ち、用紙トレイ１１０の移動方向と直行する方向から用紙トレイ着脱装置１００を見た状態を示している。図３（Ａ）は、用紙トレイ１１０の下面側から用紙トレイ着脱装置１００を見た状態を示している。図３（Ｂ）は、用紙トレイ１１０の前方から用紙トレイ着脱装置１００を見た状態を示している。
【００３１】
図３に示すように、用紙トレイ１１０の両側面には、ラック１１２が用紙トレイ１１０の上端に沿って形成されている。図２に示すように、ラック１１２の歯面は上方向、即ち駆動機構１２０側に形成され、用紙トレイ１１０の駆動時に、遊星ギア１３２と噛み合う。また、用紙トレイ１１０の両側面には、ガイド部１１４が形成され、ガイド部１１４は支持体１０２に設けられたガイド溝１０４とスライド可能に嵌合する。この構成によって、用紙トレイ１１０は、装置本体に対して収納方向と排出方向の直線動作を行うことができる。用紙トレイ１１０は、トレイ設置部に着脱可能に設置され、トレイ設置部のうち例えば用紙トレイ１１０の端部と接する部分には、キャッチ（図示せず。）が設けられる。キャッチは、マグネットを使用した構造又はバネを使用した構造を有しており、用紙トレイ１１０を装置本体内部に確実に保持することができる。
【００３２】
用紙トレイ着脱装置１００は、用紙トレイ１１０を駆動する駆動機構１２０と、駆動機構１２０によって駆動された用紙トレイ１１０の位置を検出するセンサー１６２、１６４と、駆動機構１２０と用紙トレイ１１０の係合又は係合の解除を行うソレノイド１７０から構成される。また、用紙トレイ着脱装置１００には連結部１５０が設けられ、連結部１５０は駆動機構１２０とソレノイド１７０とを連結している。
【００３３】
本実施形態に係る駆動機構１２０は、図２及び図３に示すように、モータ１２２と、ウォームギア１２４と、ギア１２６、１２８と、同期軸１４０で連結された一対の太陽ギア１３０と、太陽ギア１３０とラック１１２との間で両者と噛み合う一対の遊星ギア１３２を有する。
【００３４】
モータ１２２は、例えば電源と接続されており電気で駆動し、回転軸１２２ａを介して回転運動を出力する。モータ１２２は、回転軸１２２ａを時計回り、反時計回りのいずれにも回転させることができる。回転軸１２２ａには、ウォームギア１２４が固定して取り付けられている。ウォームギア１２４は、ギア１２６と噛み合う。
【００３５】
ギア１２６とギア１２８は、組み合わされて減速ギアを構成する。ギア１２６とギア１２８は、それぞれの中心に回転軸１２９が貫通しており、両者が一体的に回転可能に構成される。ギア１２６はギア１２８より径が大きい。ギア１２６はウォームギア１２４と噛み合い、ギア１２８は太陽ギア１３０と噛み合う。回転軸１２９は、画像形成装置本体の支持体１０２によって回転可能に支持される。
【００３６】
一対の太陽ギア１３０は、それぞれ１つの遊星ギア１３２と噛み合う。一方の太陽ギア１３０はギア１２８と噛み合っており、モータ１２２が出力する駆動力を遊星ギア１３２に伝達する。他方の太陽ギア１３０側にはモータ１２２、ウォームギア１２４、ギア１２６、１２８などは設けられない。一対の２つの太陽ギア１３０は、回転運動をする際、両者の太陽ギア１３０の遊星ギア１３２に対する噛み合いが同位相となるように同期軸１４０によって連結される。同期軸１４０は、両端において支持体１０２に形成された支持穴１０８に回転可能に支持される。
【００３７】
遊星ギア１３２は、太陽ギア１３０と常に噛み合うように構成され、太陽ギア１３０を中心として太陽ギア１３０の周囲を回動（公転運動）する。遊星ギア１３２は、図２（Ａ）に示すようにラック１１２との係合が解除されている状態と、図２（Ｂ）に示すようにラック１１２と係合している状態とで位置を移動する。遊星ギア１３２の位置の移動は、ソレノイド１７０の動作に応じて変わる。遊星ギア１３２が図２（Ａ）又は図２（Ｂ）の位置で固定されているときは、太陽ギア１３０の周囲を回動することなく遊星ギア１３２自身の中心軸を中心として自転運動する。
【００３８】
以上の構成により、駆動モータ１２２が回転駆動を開始すると、ギア１２６、１２８を介して太陽ギア１３０が回転し、太陽ギア１３０の駆動が伝達されて遊星ギア１３２が公転運動及び自転運動を開始する。
【００３９】
ソレノイド１７０は、電磁力によって駆動するプランジャー１７２を有している。ソレノイド１７０は、図２に示すように、例えばプランジャー１７２が上下方向に駆動するように配置される。プランジャー１７２の先端には係合部１７４が設けられ、係合部１７４は連結部材１５４の一端１５４ａに形成された長穴１５５と連結される。ソレノイド１７０は、プランジャー１７２の上下運動によって、連結部１５０を介して遊星ギア１３２の位置を移動させ、遊星ギア１３２をラック１１２と係合させたり係合を解除させたりする。例えば、ソレノイド１７０がＯＦＦとなることで遊星ギア１３２とラック１１２の噛み合いが外れ、ＯＮとなることで遊星ギア１３２とラック１１２が噛み合う構成とすることができる。なお、ソレノイド１７０は、係合切替部の一例である。
【００４０】
駆動機構１２０とソレノイド１７０とを連結する連結部１５０は、図２及び図３に示すように、連結部材１５４、１５８と、支持部材１５６と、一対の連結部材１５４を連結する遊星アーム１５２とからなる。連結部材１５４、１５８と、支持部材１５６は、それぞれ用紙トレイ１１０の両側に設けられ、対となって構成される。連結部１５０は、連結部材１５４の長軸方向と連結部材１５８の長軸方向が太陽ギア１３０の中心を頂点として一定の角度を有するように一体的に構成される。
【００４１】
連結部材１５４は、モータ１２２が設けられる側では、他側の連結部材１５４よりも長く、一端１５４ａは長穴１５５が形成されてプランジャー１７２の係合部１７４と接続され、他端は支持部材１５６と接続される。モータ１２２が設けられない他側の連結部材１５４は、一端が支持部材１５６と接続される点でモータ１２２が設けられる側の連結部材１５４と同じである。また、２つの連結部材１５４は、遊星アーム１５２が連結される。
【００４２】
支持部材１５６は、太陽ギア１３０の側面に配置され、連結部材１５４と連結部材１５８と固定接続される。支持部材１５６は同期軸１４０が貫通しており、連結部１５０は同期軸１４０に対して回転可能である。
【００４３】
連結部材１５８は、一端が支持部材１５６と接続され、他端は遊星ギア１３２の回転軸（図示せず。）と接続される。プランジャー１７２の上下運動によって連結部１５０が太陽ギア１３０の中心、即ち同期軸１４０を中心軸として回転し、遊星ギア１３２の位置を移動させることができる。
【００４４】
遊星アーム１５２は、両端で連結部材１５４と接続されており、ソレノイド１７０の上下運動をソレノイド１７０が設けられていない側の連結部材１５４に伝達することができる。従って、遊星ギア１３２のラック１１２に対する相対的位置を等しく保持することができ、一対の遊星ギア１３２を同時にラック１１２と係合させたり、係合を解除させたりすることができる。
【００４５】
センサー１６２とセンサー１６４（図５、図７参照）は、位置検出部の一例であり、例えばラック１１２の下面に配置され、用紙トレイ１１０の位置を検出する。例えば、センサー１６２がトレイ設置部の開口側に設けられ、センサー１６４がトレイ設置部の奥側、即ち装置本体のより内部側に設けられる。センサー１６２とセンサー１６４は、所定の間隔を有して配置される。センサー１６２、１６４は、接触部１６３、１６５を有しており（図５、図７参照）、接触部１６３、１６５がラック１１２の先端部１１２ａと接触することで用紙トレイ１１０の位置を検知する。なお、センサーは、このような接触式のセンサーに限定されず、用紙トレイ１１０の位置を検出することができるものであれば、他のセンサーを適用することができる。センサー１６２、１６４の検知結果は、モータ１２２に伝達される。
【００４６】
（第１の実施形態の動作）
次に、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置１００の動作について説明する。
【００４７】
まず、図４及び図５に基づいて、用紙トレイ１１０を画像形成装置に収納する際の収納工程の動作について説明する。
【００４８】
図４は、用紙トレイ１１０の収納時において、センサー１６２、１６４の出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。図５は、収納工程を順に示す模式図であって、図２と同様に用紙トレイ１１０の移動方向と直行する方向から用紙トレイ着脱装置１００を見た状態を示している。
【００４９】
まず、図５（Ａ）に示すように、用紙トレイ１１０が手動でトレイ設置部に挿入される。そして、センサー１６２（Ｓ１）において用紙トレイ１１０の位置が検出可能な位置まで用紙トレイ１１０が挿入されると、図４に示すようにセンサー１６２（Ｓ１）の出力は“ハイ（Ｈ）”から“ロー（Ｌ）”の状態に切り換わる。そして、モータ１２２が回転駆動を開始する。モータ１２２の駆動によって、太陽ギア１３０はＣＣＷ（反時計回り）方向に回転し、遊星ギア１３２はＣＷ（時計回り）方向に回転する。なお、この時点では、遊星ギア１３２とラック１１２とは噛み合っていないため、用紙トレイ１１０は駆動されない。
【００５０】
次に、モータ１２２の回転駆動開始後ｔ１秒後、ソレノイド１７０がＯＦＦからＯＮの状態に切り換わり、連結部１５０が傾くことによって遊星ギア１３２とラック１１２とが噛み合い、図５（Ｂ）に示すように駆動機構１２０による用紙トレイ１１０の収納が開始される。
【００５１】
そして、用紙トレイ１１０は、収納完了直前まで駆動機構１２０の駆動によって移動される。次に、図５（Ｃ）に示すように収納完了直前位置がセンサー１６４（Ｓ２）によって検出可能な位置まで用紙トレイ１１０が移動されると、図４に示すようにセンサー１６４（Ｓ２）の出力は“ハイ（Ｈ）”から“ロー（Ｌ）”の状態に切り換わる。そして、モータ１２２が回転駆動を停止する。
【００５２】
次に、モータ１２２の回転駆動停止後ｔ２秒後、ソレノイド１７０がＯＮからＯＦＦの状態に切り換わり、連結部１５０の傾きが元に戻ることによって図５（Ｄ）に示すように遊星ギア１３２とラック１１２との噛み合いが解除される。噛み合いが解除されることによって、排出時における遊星ギア１３２とラック１１２との噛み合いがスムーズになる。その後、用紙トレイ１１０は、キャッチ（図示せず。）で装置本体内に保持される。
【００５３】
次に、図６及び図７に基づいて、用紙トレイ１１０を画像形成装置から排出する際の排出工程の動作について説明する。
【００５４】
図６は、用紙トレイ１１０の排出時において、センサー１６２、１６４の出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。図７は、排出工程を順に示す模式図であって、図２と同様に用紙トレイ１１０の移動方向と直行する方向から用紙トレイ着脱装置１００を見た状態を示している。
【００５５】
まず、図７（Ａ）に示すように、用紙トレイ１１０が手動でトレイ設置部から引き出される。そして、センサー１６４（Ｓ２）において用紙トレイ１１０の位置が検出可能な位置まで用紙トレイ１１０が引き出されると、図６に示すようにセンサー１６４（Ｓ２）の出力は“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”の状態に切り換わる。そして、モータ１２２が回転駆動を開始する。モータ１２２の駆動によって、太陽ギア１３０はＣＷ方向に回転し、遊星ギア１３２はＣＣＷ方向に回転する。
【００５６】
次に、モータ１２２の回転駆動開始後ｔ１秒後、ソレノイド１７０がＯＦＦからＯＮの状態に切り換わり、連結部１５０が傾くことによって遊星ギア１３２とラック１１２とが噛み合い、図７（Ｂ）に示すように駆動機構１２０による用紙トレイ１１０の排出が開始される。
【００５７】
そして、用紙トレイ１１０は、排出完了直前まで駆動機構１２０の駆動によって移動される。次に、図７（Ｃ）に示すように排出完了直前位置がセンサー１６２（Ｓ１）によって検出可能な位置まで用紙トレイ１１０が移動されると、図６に示すようにセンサー１６２（Ｓ１）の出力は“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”の状態に切り換わる。そして、モータ１２２が回転駆動を停止する。
【００５８】
次に、モータ１２２の回転駆動停止後ｔ２秒後、ソレノイド１７０がＯＮからＯＦＦの状態に切り換わり、連結部１５０の傾きが元に戻ることによって図７（Ｄ）に示すように遊星ギア１３２とラック１１２との噛み合いが解除される。噛み合いが解除されることによって、次の用紙トレイ１１０収納時における遊星ギア１３２とラック１１２との噛み合いがスムーズになる。また、用紙トレイ１１０を装置本体から完全に取り外すことも可能となる。
【００５９】
（第２の実施形態の構成）
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置２００の構成を説明する。
【００６０】
図８及び図９は、本実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置２００の構成を示す模式図である。図８は、用紙トレイ１１０の側方、即ち、用紙トレイ１１０の移動方向と直行する方向から用紙トレイ着脱装置２００を見た状態を示している。図９は、用紙トレイ１１０の前方から用紙トレイ着脱装置１００を見た状態を示している。
【００６１】
図１０は、本実施形態に係る用紙トレイ着脱装置２００の構成を示す模式図である。図１０（Ａ）は、本実施形態に係る用紙トレイ着脱装置２００の収納工程時の状態を示し、図１０（Ｂ）は、本実施形態に係る用紙トレイ着脱装置２００の排出工程時の状態を示す。図１１は、本実施形態に係る用紙トレイ着脱装置２００を示す断面図である。
【００６２】
用紙トレイ着脱装置２００は、用紙トレイ１１０を駆動し、更に駆動機構１２０と用紙トレイ１１０の係合又は係合の解除を行う駆動・切替機構２２０と、駆動・切替機構２２０によって駆動された用紙トレイ１１０の位置を検出するセンサー１６２、１６４から構成される。また、用紙トレイ着脱装置２００には連結部２５０が設けられ、連結部２５０は同期軸１４０を中心として遊星ギア２３２、２３４を連結している。
【００６３】
本実施形態に係る駆動・切替機構２２０は、図８及び図９に示すように、モータ１２２と、ウォームギア１２４と、ギア１２６、１２８と、同期軸１４０で連結された一対の太陽ギア２３０と、太陽ギア２３０とラック１１２との間で両者と噛み合う一対の遊星ギア２３２、２３４を有する。なお、本実施形態のモータ１２２は、係合切替部の一例であり、遊星ギア２３２、２３４の太陽ギア２３０周囲における回転方向を切り替えることができる。
【００６４】
本実施形態のモータ１２２と、ウォームギア１２４と、ギア１２６、１２８は、上述した第１の実施形態と同一の構成であるため詳細な説明は省略する。以下では、太陽ギア２３０と、遊星ギア２３２、２３４について説明する。
【００６５】
一対の太陽ギア２３０は、それぞれ２つの遊星ギア２３２、２３４と噛み合う。一方の太陽ギア２３０がギア１２８と噛み合い、他方の太陽ギア２３０側にはモータ１２２などが設けられない点は第１の実施形態と同様である。一対の２つの太陽ギア２３０は、回転運動をする際、両者の太陽ギア２３０の遊星ギア２３２、２３４に対する噛み合いが同位相となるように同期軸１４０によって連結される。
【００６６】
遊星ギア２３２、２３４は、太陽ギア２３０と常に噛み合うように構成され、太陽ギア２３０を中心として太陽ギア２３０の周囲を回動（公転運動）する。遊星ギア２３２、２３４は、図１０（Ａ）に示すように遊星ギア２３４とラック１１２とが係合している状態と、図１０（Ｂ）に示すように遊星ギア２３２とラック１１２とが係合している状態とで位置を移動する。遊星ギア１３２の位置の移動は、モータ１２２の動作に応じて変わる。なお、遊星ギア２３２、２３４の公転運動は、図１０（Ａ）又は図１０（Ｂ）に示すように、装置本体に設けられたストッパー２８２、２８４が連結部材２５８、２５９と当接することによって固定される。遊星ギア２３２、２３４が図１０（Ａ）又は図１０（Ｂ）の位置で固定されているときは、太陽ギア２３０の周囲を回動することなく、それぞれの遊星ギア２３２、２３４は自身の中心軸を中心として自転運動する。本実施形態では、ストッパー２８２、２８４が連結部材２５８、２５９と当接するとき、遊星ギア２３２、２３４とラック１１２とが理想的に噛み合う。
【００６７】
遊星ギア２３２、２３４を連結する連結部２５０は、図８及び図９に示すように、連結部材２５８、２５９と、支持部材２５６とからなる。連結部材２５８、２５９と、支持部材２５６は、それぞれ用紙トレイ１１０の両側に設けられ、対となって構成される。連結部２５０は、連結部材２５８の長軸方向と連結部材２５９の長軸方向が太陽ギア２３０の中心を頂点として一定の角度を有するように一体的に構成される。
【００６８】
以上の構成により、駆動モータ１２２が回転駆動を開始すると、ギア１２６、１２８を介して太陽ギア２３０が回転し、太陽ギア２３０の駆動が伝達されて遊星ギア２３２、２３４が公転運動及び自転運動を開始する。
【００６９】
連結部材２５８は一端で遊星ギア２３２の回転軸２３３（図１１参照）と接続され、他端で支持部材２５６と接続される。連結部材２５９は一端で遊星ギア２３４の回転軸（図示せず。）と接続され、他端で支持部材２５６と接続される。
【００７０】
支持部材２５６は、太陽ギア２３０の側面に配置され、連結部材２５８と連結部材２５９と固定接続される。支持部材２５６は同期軸１４０が貫通しており、連結部２５０は同期軸１４０に対して回転可能である。
【００７１】
図１１に示すように、連結部２５０の連結部材２５８と遊星ギア２３２との間には、圧縮コイルバネ２９０が設けられる。圧縮コイルバネ２９０は、一端が遊星ギア２３２と当接し他端が連結部材２５８と当接する。圧縮コイルバネ２９０は、連結部材２５８と遊星ギア２３２との間で両者を離隔する方向に付勢力が与えられている。従って、連結部材２５８と圧縮コイルバネ２９０との間、及び遊星ギア２３２と圧縮コイルバネ２９０との間には摩擦力が発生する。
【００７２】
太陽ギア２３０を回転させたとき、遊星ギア２３２又は遊星ギア２３４がラック１１２と噛み合う方向である場合、遊星ギア２３２には摩擦力を超える力が入力されるため、遊星ギア２３２は連結部２５０とは別体で回転運動をする。一方、太陽ギア２３０を回転させたとき、遊星ギア２３２又は遊星ギア２３４がラック１１２と噛み合う方向と反対方向である場合、連結部２５０は、太陽ギア２３０及び遊星ギア２３２と一体的に太陽ギア２３０の回転と共に同期軸１４０を中心として回転する。このとき、遊星ギア２３２と、連結部２５０で連結された遊星ギア２３４とは、同時にラック１１２に対して位置を変更することができる。
【００７３】
従って、太陽ギア２３０を回転させたとき、遊星ギア２３２又は遊星ギア２３４がラック１１２と噛み合う方向と反対方向であれば、太陽ギア２３０の回転によって、遊星ギア２３４をラック１１２と当接させる方向に移動させたり、遊星ギア２３２をラック１１２と当接させる方向に移動させたりすることができる。また、太陽ギア２３０を回転させたとき、遊星ギア２３２又は遊星ギア２３４がラック１１２と噛み合う方向であれば、遊星ギア２３２、２３４は、ラック１１２を駆動させることができる。
【００７４】
例えば、減速ギアがＣＷ（時計回り）方向に回転すると、連結部２５０はＣＣＷ（反時計回り）方向に回転する。そして、図１０（Ａ）に示すように遊星ギア２３４がラック１１２と噛み合い、用紙トレイ１１０を収納方向に移動させる。一方、減速ギアがＣＣＷ方向に回転すると、連結部２５０はＣＷ方向に回転する。そして、図１０（Ｂ）に示すように遊星ギア２３２がラック１１２と噛み合い、用紙トレイ１１０を排出方向に移動させる。
【００７５】
（第２の実施形態の動作）
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置２００の動作について説明する。
【００７６】
まず、図１２及び図１３に基づいて、用紙トレイ１１０を画像形成装置に収納する際の収納工程の動作について説明する。
【００７７】
図１２は、用紙トレイ１１０の収納時において、センサー１６２、１６４の出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。図１３は、収納工程を順に示す模式図であって、図２と同様に用紙トレイ１１０の移動方向と直行する方向から用紙トレイ着脱装置１００を見た状態を示している。
【００７８】
まず、図１３（Ａ）に示すように、用紙トレイ１１０が手動でトレイ設置部に挿入される。そして、センサー１６２（Ｓ１）において用紙トレイ１１０の位置が検出可能な位置まで用紙トレイ１１０が挿入されると、図１２に示すようにセンサー１６２（Ｓ１）の出力は“ハイ（Ｈ）”から“ロー（Ｌ）”の状態に切り換わる。そして、モータ１２２が回転駆動を開始する。モータ１２２の駆動によって、太陽ギア２３０はＣＣＷ（反時計回り）方向に回転し、遊星ギア２３４はＣＷ（時計回り）方向に回転する。なお、この時点では、遊星ギア２３４とラック１１２とは噛み合っていないため、用紙トレイ１１０は駆動されない。
【００７９】
次に、用紙トレイ１１０が手動でトレイ設置部に更に挿入される。これにより、遊星ギア２３４とラック１１２とが噛み合い、図１３（Ｂ）に示すように駆動・切替機構２２０による用紙トレイ１１０の収納が開始される。なお、遊星ギア２３４の歯面とラック１１２の歯面とが干渉した場合でも、遊星ギア２３４が連結部２５０と共にＣＷ方向に回転することによってスムーズな噛み合いが可能となる。
【００８０】
そして、用紙トレイ１１０は、収納完了直前まで駆動・切替機構２２０の駆動によって移動される。次に、図１３（Ｃ）に示すように収納完了直前位置がセンサー１６４（Ｓ２）によって検出可能な位置まで用紙トレイ１１０が移動されると、図１２に示すようにセンサー１６４（Ｓ２）の出力は“ハイ（Ｈ）”から“ロー（Ｌ）”の状態に切り換わる。そして、モータ１２２が回転駆動を停止する。そして、用紙トレイ１１０は、キャッチで収納完了位置まで収納される。
【００８１】
次に、モータ１２２の回転駆動停止後ｔ１が経過した後、ｔ２秒間モータ１２２を収納時とは逆方向に回転させる。モータ１２２の駆動によって、図１３（Ｄ）に示すように太陽ギア２３０はＣＷ方向に回転し、遊星ギア２３４は連結部２５０と共に太陽ギア２３０の周りをＣＷ方向に回転する。その結果、連結部２５０の連結部材２５９はストッパー２８４に当接する。
【００８２】
このとき、遊星ギア２３２とラック１１２は噛み合っていないため、次に、用紙トレイ１１０を手動で引き出す際、遊星ギア２３２の歯面とラック１１２の歯面とが干渉して、ロックしてしまうことはない。
【００８３】
次に、図１４及び図１５に基づいて、用紙トレイ１１０を画像形成装置から排出する際の排出工程の動作について説明する。
【００８４】
図１４は、用紙トレイ１１０の排出時において、センサー１６２、１６４の出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。図１５は、排出工程を順に示す模式図であって、図２と同様に用紙トレイ１１０の移動方向と直行する方向から用紙トレイ着脱装置１００を見た状態を示している。
【００８５】
まず、図１５（Ａ）に示すように、用紙トレイ１１０が手動でトレイ設置部から引き出される。そして、センサー１６４（Ｓ２）において用紙トレイ１１０の位置が検出可能な位置まで用紙トレイ１１０が挿入されると、図１４に示すようにセンサー１６４（Ｓ２）の出力は“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”の状態に切り換わる。そして、モータ１２２が回転駆動を開始する。モータ１２２の駆動によって、太陽ギア２３０はＣＷ方向に回転し、遊星ギア２３２はＣＣＷ方向に回転する。なお、この時点では、遊星ギア２３２とラック１１２とは噛み合っていないため、用紙トレイ１１０は駆動されない。
【００８６】
次に、用紙トレイ１１０が手動でトレイ設置部から更に引き出される。これにより、遊星ギア２３２とラック１１２とが噛み合い、図１５（Ｂ）に示すように駆動・切替機構２２０による用紙トレイ１１０の排出が開始される。なお、遊星ギア２３２の歯面とラック１１２の歯面とが干渉した場合でも、遊星ギア２３２が連結部２５０と共にＣＣＷ方向に回転することによってスムーズな噛み合いが可能となる。
【００８７】
そして、用紙トレイ１１０は、排出完了直前まで駆動・切替機構２２０の駆動によって移動される。次に、図１５（Ｃ）に示すように収納完了直前位置がセンサー１６２（Ｓ１）によって検出可能な位置まで用紙トレイ１１０が移動されると、図１４に示すようにセンサー１６２（Ｓ１）の出力は“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”の状態に切り換わる。そして、モータ１２２が回転駆動を停止する。
【００８８】
次に、モータ１２２の回転駆動停止後ｔ１が経過した後、ｔ２秒間モータ１２２を排出時とは逆方向に回転させる。モータ１２２の駆動によって、図１５（Ｄ）に示すように太陽ギア２３０はＣＣＷ方向に回転し、遊星ギア２３２は連結部２５０と共に太陽ギア２３０の周りをＣＣＷ方向に回転する。その結果、連結部２５０の連結部材２５８はストッパー２８２に当接する。
【００８９】
このとき、遊星ギア２３４とラック１１２は噛み合っていないため、次に、用紙トレイ１１０を手動で収納を開始する際、遊星ギア２３４の歯面とラック１１２の歯面とが干渉して、ロックしてしまうことはない。
【００９０】
（第３の実施形態の構成）
次に、本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置３００の構成を説明する。
【００９１】
図１６及び図１７は、本実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置３００の構成を示す模式図である。図１６は、用紙トレイ１１０の前方から用紙トレイ着脱装置１００を見た状態を示している。図１７は、用紙トレイ１１０の側方、即ち、用紙トレイ１１０の移動方向と直行する方向から用紙トレイ着脱装置３００を見た状態を示している。
【００９２】
用紙トレイ着脱装置３００は、用紙トレイ１１０を駆動し、更に駆動機構１２０と用紙トレイ１１０の係合又は係合の解除を行う駆動・切替機構２２０と、駆動・切替機構２２０によって駆動された用紙トレイ１１０の位置を検出するセンサー１６２、１６４から構成される。また、用紙トレイ着脱装置２００には連結部２５０が設けられ、連結部２５０は同期軸１４０を中心として遊星ギア２３２、２３４を連結している。更に、用紙トレイ着脱装置３００には、ラック１１２と噛み合うラック駆動ギア３１０が設けられる。
【００９３】
本実施形態に係る駆動・切替機構２２０は、図１６及び図１７に示すように、モータ１２２と、ウォームギア１２４と、ギア１２６、１２８と、１つの太陽ギア２３０と、太陽ギア２３０とラック１１２との間で両者と噛み合う遊星ギア２３２、２３４を有する。本実施形態のモータ１２２と、ウォームギア１２４と、ギア１２６、１２８は、上述した第１の実施形態と同一の構成であるため詳細な説明は省略する。
【００９４】
本実施形態の太陽ギア２３０と、遊星ギア２３２、２３４は、第２の実施形態と異なり、モータ１２２が設けられる側にのみ設けられる。太陽ギア２３０の中心には回転軸３４０が貫通し、回転軸３４０は支持部材２５６を貫通して、支持体１０２の支持穴１０８に回転可能に支持される。そして、遊星ギア２３２、２３４は、ラック駆動ギア３１０と噛み合う。太陽ギア２３０と、遊星ギア２３２、２３４のその他の構成及び動作は、第２の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９５】
一対のラック駆動ギア３１０は、それぞれ２つの遊星ギア２３２、２３４と噛み合い可能である。一対の２つのラック駆動ギア３１０は、回転運動をする際、両者のラック駆動ギア３１０の遊星ギア２３２、２３４に対する噛み合いが同位相となるように同期軸３１２によって連結される。同期軸３１２の両端部は支持体１０２に形成された支持穴３０２に支持される。支持穴３０２は、支持体１０２の上下方向に長穴上に形成されており、同期軸３１２の上下方向の移動が可能である。ラック駆動ギア３１０は、最下点でラック１１２と理想的に噛み合い、最上点では噛み合いが完全に外れる。
【００９６】
（第３の実施形態の動作）
次に、本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置３００の動作について説明する。
【００９７】
図１８は、本実施形態に係る用紙トレイ着脱装置３００の構成を示す模式図である。図１８（Ａ）は、本実施形態に係る用紙トレイ着脱装置３００の待機状態を示し、図１８（Ｂ）は、本実施形態に係る用紙トレイ着脱装置３００の収納工程時の状態を示し、図１８（Ｃ）は、本実施形態に係る用紙トレイ着脱装置３００の排出工程時の状態を示す。
【００９８】
まず、図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）を参照して、用紙トレイ１１０を画像形成装置に収納する際の収納工程の動作について説明する。
【００９９】
まず、用紙トレイ１１０が手動でトレイ設置部に挿入される。そして、センサー１６２（Ｓ１）において用紙トレイ１１０の位置が検出可能な位置まで用紙トレイ１１０が挿入されると、例えば、センサー１６２（Ｓ１）の出力は“ハイ（Ｈ）”から“ロー（Ｌ）”の状態に切り換わる。そして、モータ１２２が回転駆動を開始する。このとき、モータ１２２の回転方向は、第２の実施形態における収納時のモータ１２２の回転方向と反対方向である。モータ１２２の駆動によって、太陽ギア２３０はＣＷ（時計回り）方向に回転し、遊星ギア２３２はＣＣＷ（反時計回り）方向に回転する。なお、この時点では、遊星ギア２３２とラック駆動ギア３１０とは噛み合っていないため、用紙トレイ１１０は駆動されない。
【０１００】
次に、用紙トレイ１１０が手動でトレイ設置部に更に挿入される。これにより、遊星ギア２３２とラック駆動ギア３１０、ラック駆動ギア３１０とラック１１２が噛み合い、図１８（Ｂ）に示すように駆動・切替機構２２０による用紙トレイ１１０の収納が開始される。なお、遊星ギア２３２の歯面とラック駆動ギア３１０の歯面とが干渉した場合でも、ラック駆動ギア３１０が上方向へ移動することによってスムーズな噛み合いが可能となる。
【０１０１】
そして、用紙トレイ１１０は、収納完了直前まで駆動・切替機構２２０の駆動によって移動される。次に、収納完了直前位置がセンサー１６４（Ｓ２）によって検出可能な位置まで用紙トレイ１１０が移動されると、例えば、センサー１６４（Ｓ２）の出力は“ハイ（Ｈ）”から“ロー（Ｌ）”の状態に切り換わる。そして、モータ１２２が回転駆動を停止する。そして、用紙トレイ１１０は、キャッチで収納完了位置まで収納される。
【０１０２】
次に、モータ１２２の回転駆動停止後ｔ１が経過した後、ｔ２秒間モータ１２２を収納時とは逆方向に回転させる。モータ１２２の駆動によって、太陽ギア２３０はＣＣＷ方向に回転し、遊星ギア２３２は連結部２５０と共に太陽ギア２３０の周りをＣＣＷ方向に回転する。その結果、連結部２５０の連結部材２５８はストッパー２８２に当接する。
【０１０３】
このとき、遊星ギア２３４とラック駆動ギア３１０は噛み合っていないため、次に、用紙トレイ１１０を手動で引き出す際、遊星ギア２３４の歯面とラック駆動ギア３１０の歯面、ラック駆動ギア３１０とラック１１２とが干渉して、ロックしてしまうことはない。
【０１０４】
次に、図１８（Ｂ）、図１８（Ｃ）を参照して、用紙トレイ１１０を画像形成装置から排出する際の排出工程の動作について説明する。
【０１０５】
まず、用紙トレイ１１０が手動でトレイ設置部から引き出される。そして、センサー１６４（Ｓ２）において用紙トレイ１１０の位置が検出可能な位置まで用紙トレイ１１０が挿入されると、センサー１６４（Ｓ２）の出力は“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”の状態に切り換わる。そして、モータ１２２が回転駆動を開始する。モータ１２２の駆動によって、太陽ギア２３０はＣＣＷ方向に回転し、遊星ギア２３４はＣＷ方向に回転する。なお、この時点では、遊星ギア２３４とラック駆動ギア３１０とは噛み合っていないため、用紙トレイ１１０は駆動されない。
【０１０６】
次に、用紙トレイ１１０が手動でトレイ設置部から更に引き出される。これにより、遊星ギア２３２とラック駆動ギア３１０、ラック駆動ギア３１０とラック１１２が噛み合い、図１８（Ｃ）に示すように駆動・切替機構２２０による用紙トレイ１１０の排出が開始される。なお、遊星ギア２３４の歯面とラック駆動ギア３１０の歯面とが干渉した場合でも、ラック駆動ギア３１０が上方向へ移動することによってスムーズな噛み合いが可能となる。
【０１０７】
そして、用紙トレイ１１０は、排出完了直前まで駆動・切替機構２２０の駆動によって移動される。次に、収納完了直前位置がセンサー１６２（Ｓ１）によって検出可能な位置まで用紙トレイ１１０が移動されると、例えば、センサー１６２（Ｓ１）の出力は“ロー（Ｌ）”から“ハイ（Ｈ）”の状態に切り換わる。そして、モータ１２２が回転駆動を停止する。
【０１０８】
次に、モータ１２２の回転駆動停止後ｔ１が経過した後、ｔ２秒間モータ１２２を排出時とは逆方向に回転させる。モータ１２２の駆動によって、太陽ギア２３０はＣＷ方向に回転し、遊星ギア２３４は連結部２５０と共に太陽ギア２３０の周りをＣＷ方向に回転する。その結果、連結部２５０の連結部材２５９はストッパー２８４に当接する。
【０１０９】
このとき、遊星ギア２３４とラック１１２は噛み合っていないため、次に、用紙トレイ１１０を手動で収納を開始する際、遊星ギア２３４の歯面とラック駆動ギア３１０の歯面、ラック駆動ギア３１０とラック１１２とが干渉して、ロックしてしまうことはない。
【０１１０】
以上、本発明の実施形態によれば、用紙トレイ１１０の引き出し操作及び押し込み操作が駆動機構１２０、２２０によるものであるため、用紙トレイ１１０内に収納できる用紙枚数が大量である場合でも用紙トレイ１１０の操作に大きな力が不要となり、操作性が格段に改善される。
【０１１１】
また、本実施形態によれば、用紙トレイは装置本体から完全に取り外すことも可能である。従って、給紙ジャミング（詰まりなど）が発生した際の用紙除去操作が極めて容易になる。
【０１１２】
更に、従来では、用紙トレイ１１０に収納する用紙サイズを変更する場合、用紙トレイ１１０内部に設けられた用紙ガイドの位置を動かす必要があった。一方、本実施形態によれば、用紙トレイ１１０全体を装置本体から取外すことができるため、予め用紙サイズごとに複数の用紙トレイ１１０を準備しておけば、迅速な用紙サイズ変更が可能となる。
【０１１３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１１４】
例えば、上記実施形態では、用紙トレイに設けられたラックと、ラックと噛み合うギアによって用紙トレイが駆動されるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。用紙トレイを駆動させる駆動機構は他の構成であってもよい。また、係合切替部は、用紙トレイの位置を検出する位置検出部が検出した用紙トレイの位置に基づいて、駆動機構を用紙トレイに係合させ又は係合を解除させるものであれば、上記実施形態に限定されず、他の構成であってもよい。
【０１１５】
なお、上述の第１の実施形態及び第２の実施形態の説明では、用紙トレイ１１０の両側面側に１つずつラック１１２が設けられ、太陽ギア１３０、２３０が同期軸１４０を介して回転し、それぞれのラック１１２に噛み合う遊星ギア１３２、２３２、２３４を回転させることによって、用紙トレイ１１０を移動させるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。２つの太陽ギア１３０、２３０を同期駆動させる構成でなくてもよく、例えば、用紙トレイ１１０を案内するガイディングを上述とは別の構成とすることにより、用紙トレイ１１０の一方の側面側のみで用紙トレイ１１０を駆動させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】同実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置の構成を示す模式図である。
【図３】同実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置の構成を示す模式図である。
【図４】用紙トレイの収納時において、センサーの出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。
【図５】収納工程を順に示す模式図である。
【図６】用紙トレイの排出時において、センサーの出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。
【図７】排出工程を順に示す模式図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置の構成を示す模式図である。
【図９】同実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置の構成を示す模式図である。
【図１０】同実施形態に係る用紙トレイ着脱装置の構成を示す模式図である。
【図１１】同実施形態に係る用紙トレイ着脱装置を示す断面図である。
【図１２】用紙トレイの収納時において、センサーの出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。
【図１３】収納工程を順に示す模式図である。
【図１４】用紙トレイの排出時において、センサーの出力が切り換わる様子を示すタイミングチャートである。
【図１５】排出工程を順に示す模式図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置の構成を示す模式図である。
【図１７】同実施形態に係る画像形成装置に設けられた用紙トレイ着脱装置の構成を示す模式図である。
【図１８】実施形態に係る用紙トレイ着脱装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１００、２００、３００      用紙トレイ着脱装置
１０２      支持体
１０４      ガイド溝
１０８、３０２      支持穴
１１０      用紙トレイ
１１２      ラック
１１４      ガイド部
１２０      駆動機構
１２２      モータ
１２２ａ、１２９、２３３、３４０      回転軸
１２４、１２６、１２８      ギア
１３０、２３０      太陽ギア
１３２、２３２、２３４      遊星ギア
１４０、３１２      同期軸
１５０、２５０      連結部
１５２      遊星アーム
１５４、１５８、２５８、２５９      連結部材
１５５      長穴
１５６、２５６      支持部材
１７０      ソレノイド
１７２      プランジャー
１７４      係合部
１６２、１６４      センサー
１６３、１６５      接触部
２２０      駆動・切替機構
２８２、２８４      ストッパー
３１０      ラック駆動ギア
【図１】
2009007141.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009007141.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009007141.tif 000007
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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