(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給送カセットに収納したシートを給送するシート給送装置において、
シート給送装置本体に対して着脱自在な給送カセットと、
前記給送カセットに対し上下動自在かつシートを積載する底板と、
前記給送カセットに設置され前記底板を上下動させる駆動受け取り手段と、
前記駆動受け取り手段に駆動を伝える駆動伝達手段と、
前記駆動伝達手段を保持し、揺動自在に取り付けられたリフトユニットと、
を備え、
前記リフトユニットを前記シート給送装置本体に揺動自在に設け、該リフトユニットの揺動を規制する規制部を前記給送カセットに設け、前記底板を動作させたときに、前記リフトユニットの揺動が前記規制部で規制されることにより、前記給送カセットが前記シート給送装置本体内に引き込まれる力を受けることを特徴とするシート給送装置。
【請求項２】
給送カセットに収納したシートを給送するシート給送装置において、
シート給送装置本体に対して着脱自在な給送カセットと、
前記給送カセットに対し上下動自在かつシートを積載する底板と、
前記給送カセットに設置され前記底板を上下動させる駆動受け取り手段と、
前記駆動受け取り手段に駆動を伝える駆動伝達手段と、
前記駆動伝達手段を保持し、揺動自在に取り付けられたリフトユニットと、
を備え、
前記リフトユニットを前記給送カセットに揺動自在に設け、該リフトユニットの揺動を規制する規制部を前記シート給送装置本体に設け、前記底板を動作させたときに、前記リフトユニットの揺動が前記規制部で規制されることにより、前記給送カセットが前記シート給送装置本体内に引き込まれる力を受けることを特徴とするシート給送装置。
【請求項３】
前記リフトユニットの揺動中心から前記駆動伝達手段と前記駆動受け取り手段との駆動伝達部までの距離をｌｇ、前記リフトユニットの揺動中心から前記規制部によるリフトユニット規制位置までの鉛直方向距離をｌとしたとき、ｌｇ＜ｌの関係を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシート給送装置。
【請求項４】
前記駆動受け取り手段と前記駆動伝達手段がギアで構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項５】
前記リフトユニット内部に前記駆動伝達手段に駆動を与えるモータを内蔵し、前記モータを駆動することにより前記底板を上下動させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項６】
シートを給送して画像を形成する画像形成装置において、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のシート給送装置と、
給送されたシートに画像を形成する画像形成手段と、
を有する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】
本発明は給送カセットに収納したシートを給送する装置と、この装置を備えたプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にプリンタ等の画像形成装置の給送カセットは内部に底板が設けられ、これに対し給送装置側にはモータ駆動による底板押し上げ機構が装備されており、給送カセット装着時にこの底板押し上げ機構により底板とその上に積載されるシートを自動的に押し上げる。そして、シートが少ない場合でも、給送カセットに積載された最上位のシートを常に給送装置のピックローラに押圧して給送可能になるように構成されている。
【０００３】
従来技術の一例を図５に示す。給送カセット101に回動自在に支持された底板押上アーム103の一端にセクタギア104が設けられている。一方、給送装置側に図示しないモータ、駆動ギア111等を備えた駆動手段が支持される。そして、給送カセット101の装着時に給送装置側の駆動ギア111に給送カセット側のセクタギア104が噛み合い、図示しないリフトモータを駆動することにより底板押上アーム103を回動させ給送カセット101の底板102を押上げるように構成されている。なお、112はリタードローラ、113はフィードローラ、115はピックローラ、114はピックローラ115に駆動を伝えるアイドラギアである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示すように、給送カセット101の装着方向とシート給送方向が直交している場合には、図示しないリフトモータを駆動した時、駆動ギア111がセクタギア104に与える力は給送カセット101の装着方向と直交するため、その力を給送装置で受けることは容易である。一方、給送カセット101の装着方向とシートの給送方向が平行な場合には、駆動ギア111がセクタギア104に与える力が給送カセット101の装着方向と平行になるため問題が生ずる。
【０００５】
例えば、図６に示すように、底板押上アーム103を設置した場合、シートＳを給送するためには底板102を図中Ａ方向に回動させシートＳをピックローラ115に押圧しなければならないため、駆動ギア111は図中Ｂ方向に回転する。そのとき、セクタギア104は図中Ｆの力を受ける、つまり、給送カセット101はシート給送装置に引き込まれる力Ｆを受ける。即ち、給送カセット101を使用者が引抜く時に過大な力が必用となる。
【０００６】
また、図７に示すように、底板押上アーム103を設置した場合、シートＳを給送するためには底板102を図中Ｘ方向に回動させ、シートＳをピックローラ115に押圧しなければならないため、駆動ギア111は図中Ｙ方向に回転する。そのとき、セクタギア104は図中Ｔの力を受ける、つまり、給送カセット101は給送装置から押出される力Ｔを受ける。即ち、給送カセット101はリフトモータ駆動時に給送装置から押し出されてしまい、シートＳを給送することは不可能となる。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、底板の回動に際して給送カセットを安定させることができるシート給送装置及びこれを備えた画像形成装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、給送カセットに収納したシートを給送するシート給送装置において、シート給送装置本体に対して着脱自在な給送カセットと、前記給送カセットに対し上下動自在かつシートを積載する底板と、前記給送カセットに設置され前記底板を上下動させる駆動受け取り手段と、前記駆動受け取り手段に駆動を伝える駆動伝達手段と、前記駆動伝達手段を保持し、揺動自在に取り付けられたリフトユニットと、を備え、前記リフトユニットを前記シート給送装置本体に揺動自在に設け、該リフトユニットの揺動を規制する規制部を装置本体又は前記給送カセットに設け、前記底板を動作させたときに、前記リフトユニットの揺動が前記規制部で規制されることにより、前記給送カセットが前記シート給送装置本体内に引き込まれる力を受けることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
第１実施形態は、給送カセットの底板押上アームに駆動を伝える機構を、シート給送装置に揺動可能にユニット化し、かつ、その揺動を規制する部材を給送カセットに持たせることを特徴とするものである。
【００１０】
図１は本実施形態に係わるシート給送装置を備えた画像形成装置の概略説明図である。また、図２は図１の要部を抽出し、かつ、底板を回動させた状態の説明図である。なお、本実施形態においては画像形成装置の一例としてレーザービームプリンタ（以下単に「プリンタ」という）１を例示している。なお、画像形成装置としてプリンタ以外の、例えば複写機やファクシミリ装置等であって適用できることはいうまでもない。
【００１１】
｛プリンタの全体構成｝
まずプリンタ１の概要について説明する。本実施形態に係るプリンタ１は、リフトモータ並びに減速を行なう複数のギアによるギア列を内蔵した揺動可能なリフトユニット３を備える。また、プリンタ１に対し着脱可能な給送カセット２から給送されたシートＳを搬送するローラ４ａ，４ｂ，４ｃ等からなるシート搬送手段４、画像情報に基づいた情報光Ｄを画像形成手段６の電子写真感光体である感光体ドラム６ａへ照射するスキャナユニット５、感光体ドラム６ａに画像を形成する画像形成手段６、感光体ドラム６ａに形成された画像をシートＳに転写する転写手段７、転写された画像をシートＳに定着する定着手段８、図示しない制御部等を備えている。
【００１２】
なお、画像形成手段６は、上述の感光体ドラム６ａと、少なくとも１つのプロセス手段とを備え、プリンタ１に脱着可能なプロセスカートリッジとしてユニット化されている。プロセス手段としては、例えば感光体ドラム６ａを帯電させる帯電手段、感光体ドラム６ａに形成される潜像を現像する現像手段、感光体ドラム６ａの表面に残るトナーをクリーニングするためのクリーニング手段等がある。
【００１３】
このような構成のプリンタ１では、画像情報に基づいた情報光Ｄをスキャナユニット５から感光体ドラム６ａへ照射し、感光体ドラム６ａに潜像を形成し、この潜像を現像することにより感光体ドラム６ａにトナー像を形成する。そして、プリンタ１は、このトナー像の形成と同期させて、シートＳを１枚ずつ給送カセット２からピックローラ１ａで給送するとともに、フィードローラ１ｂ及びリタードローラ１ｃによって１枚ずつに分離給送し、中継ローラ４ａ及びレジストローラ４ｂによって画像形成手段６へと搬送し、画像形成手段６を構成する感光体ドラム６ａに形成したトナー像を転写手段７によってシートＳに転写する。この転写後のシートＳは、定着手段８に搬送され、この定着手段８によって転写トナー像が定着され、さらに排出ローラ４ｃによって装置外に排出される。
【００１４】
｛底板押上げ構成｝
ここで、図２を参照して本実施形態に係るシート給送装置における底板押上げ構成について具体的に説明する。
【００１５】
アイドラギア２ｄは給送カセット２に回転可能に支持されている。セクタギア２ｅはアイドラギア２ｄと噛み合い、かつ、給送カセット２に回動可能に支持された底板押上アーム２ｆの一端に設置されており、セクタギア２ｅの回動中心と底板押上アーム２ｆの回動中心とは同じである。底板２ｇは給送カセット２に回動可能に支持され、かつ、図示しないシートＳを積載するものである。
【００１６】
リフトモータ３ａはリフトユニット３に内蔵され、リフトユニット３内の図示しないギア列を駆動する。伝達ギア３ｂ（駆動伝達手段）はリフトユニット３内に回転自在に支持され、リフトモータ３ａの駆動により回転し、かつ、給送カセット２をプリンタ１に装着した時にアイドラギア２ｄ（駆動受け取り手段）と噛み合う。リフトユニット３はプリンタ１に取り付けられており、図２のＡ点を中心に揺動し、かつ、その揺動は例えば図示しないスプリングなどにより規制され、給送カセット２をプリンタ１に装着した時に必ずアイドラギア２ｄ と伝達ギア３ｂが当たるように設定されている。また、リフトユニット３は揺動可能であるため、給送カセット２をプリンタ１に装着したときにアイドラギア２ｄと伝達ギア３ｂが衝突することが緩和されるようになっている。
【００１７】
このように設定されたプリンタ１、給送カセット２において、給送カセット２をプリンタ１に装着すると、図示しないセンサは給送カセット２がプリンタ１に装着されたことを検出して、リフトモータ３ａを駆動させる。その駆動が図示しないリフトユニット３内のギア列を伝わり、伝達ギア３ｂを図２の時計回り方向に回転させる。そして、伝達ギア３ｂと噛み合うアイドラギア２ｄが図２の反時計回り方向に回転し、セクタギア２ｅを介して底板押上アーム２ｆを回動し、その結果底板２ｇを回動させる。このとき、アイドラギア２ｄからの反力に伴い、リフトユニット３はＡ点を中心に図２の反時計回り方向に回動する力を受けるが、給送カセット２に設置された遥動ストッパ２ｈ（規制部）により回動が規制される。
【００１８】
そしてプリンタ１は図示しないシートＳの最上面がピックローラ１ａに押圧したところでリフトモータ３ａの駆動を停止する。
【００１９】
なお、リフトユニット３の内部には、例えばウォームギアなどが使用されており、伝達ギア３ｂ側からリフトモータ３ａを回転させることは不可能であるため、リフトモータ３ａの駆動を停止させても底板２ｇが下がる方向に回動することはできない。
【００２０】
一方、給送カセット２をプリンタ１から引き抜くとき、アイドラギア２ｄと伝達ギア３ｂは噛み合っているため、リフトユニット３が揺動しない場合はこの噛み合いを外すことは困難である。しかし、前述のようにリフトユニット３が揺動するため、給送カセット２を引き抜く際、リフトユニット３が揺動することによりこの２つのギアの噛み合いは容易に解除される。
【００２１】
また、アイドラギア２ｄと伝達ギア３ｂの噛み合いが解除されたことにより、底板２ｇは自重並びにシートＳの質量により落下する。
【００２２】
この、底板２ｇを回動させた状態における釣り合いの力学モデルを図３に示す。底板２ｇを回動させるために必要な底板押上アーム２ｆの回動トルクをＴ、セクタギア２ｅのモジュール、歯数をそれぞれｍｓ、ｚｓとし、アイドラギア２ｄとＡ点が鉛直線上に並んでいる場合、セクタギア２ｅとアイドラギア２ｄの噛み合い歯面の水平方向にかかる力ｆｇは、
【００２３】
ｆｇ ＝ Ｔ / ( ( ｍｓ ・ ｚｓ ) / ２ )     ・・・(１)
【００２４】
と表せる。ここではアイドラギア２ｄとＡ点が鉛直線上に並んでいるとしたが、鉛直線に対して角度がついていても構わない。一方、リフトユニット３のＡ点回りに関するモーメントの釣り合いは、揺動ストッパ２ｈにおける作用反作用の力をｆとすると、
【００２５】
ｆｇ ・ ｌｇ = ｆ ・ ｌ     ・・・(２)
【００２６】
と表せる。なお、ｌｇはＡ点からアイドラギア２ｄとセクタギア２ｅとの噛合位置までの鉛直方向の距離であり、ｌはＡ点から揺動ストッパ２ｈまでの鉛直方向の距離である。ここで、給送カセット２が給送カセット２の装着方向に関して受ける力Ｆは、給送カセット２の装着方向を正とすると、
【００２７】
Ｆ = ｆｇ− ｆ     ・・・(３)
【００２８】
となる。式(１)、(２)を式(３)に代入しｆｇ、ｆを消去すると、
【００２９】
Ｆ = ( １ − ｌｇ / ｌ )・２Ｔ / ( ｍｓ・ｚｓ)     ・・・(４)
【００３０】
となる。つまり、ｌｇ＜ｌならば底板２ｇを回動させたとき給送カセット２がプリンタ１に引き込まれる力を受け、ｌｇ＞ｌならばプリンタ１から押し出される力を受ける。また、ｌｇ＝ｌならば給送カセット２はプリンタ１に引き込まれる力もプリンタ１から押せ出される力も受けない。即ち、この値を決めることにより給送カセット２が引き込み系であるか押し出し系であるか任意に設定が可能となり、設計の自由度が増す。一般的には給送カセット２がプリンタ１から押し出される力を受けることはシートを給送する上で問題が生ずる恐れがあるため、ｌｇ＜ｌとし、給送カセット２がプリンタ１に引き込まれる力を発生させる。
【００３１】
〔第２実施形態〕
第２実施形態は、給送カセット２の底板押上アーム２ｆに駆動を伝える機構を、給送カセット２に揺動可能にユニット化し、かつ、その揺動を規制する部材をシート給送装置に持たせることを特徴とするものである。図４を用いて本実施形態について説明する。なお、図４も図２と同様、レーザービームプリンタの要部を抽出した図である。
【００３２】
セクタギア２ｅは給送カセット２に回動可能に支持された底板押上アーム２ｆの一端に設置されており、セクタギア２ｅの中心と底板押上アーム２ｆの回動中心とは同じである。底板２ｇは給送カセット２に回動可能に支持され、かつ、図示しないシートＳを積載するものである。
【００３３】
リフトユニット３は図示しないリフトモータ、ギア列を内蔵しており、また、給送カセット２にＡ点を中心に揺動可能に取り付けられ、その揺動は例えば図示しないスプリングなどにより規制されている。伝達ギア３ｂはリフトユニット３に回転可能に支持され、リフトユニット３に内蔵された図示しないリフトモータの駆動により回転する。
【００３４】
揺動ストッパ１ｄはプリンタ１に設置されており、リフトユニット３の揺動を規制するものである。また、揺動ストッパ１ｄはスラスト方向に移動自在である。
【００３５】
このように設定されたプリンタ１、給送カセット２において、給送カセット２をプリンタ１に装着すると図示しないセンサは給送カセット２がプリンタ１に装着されたことを検出して、揺動ストッパ１ｄをリフトユニット３の揺動を規制できるようにスラスト方向に移動させ、また、図示しないリフトモータを駆動させる。その駆動が図示しないリフトモータの駆動が図示しないリフトユニット３内のギア列を伝わり、伝達ギア３ｂを図４の反時計回り方向に回転させる。そして伝達ギア３ｂと噛み合うセクタギア２ｅを介して底板押上アーム２ｆを回動し、その結果、底板２ｇを回動させる。このとき、セクタギア２ｅからの反力により、リフトユニット３はＡ点を中心に図４の時計回り方向に回動する力を受けるが、プリンタ１に設置された遥動ストッパ１ｄにより回動が規制される。
【００３６】
そしてプリンタ１は図示しないシートＳの最上面がピックローラ１ａに押圧したところでリフトモータ３ａの駆動を停止する。
【００３７】
なお、リフトユニット３の内部には、第１実施形態と同様、例えばウォームギアなどが使用されており伝達ギア３ｂ側から図示しないリフトモータを回転させることは不可能であるため、図示しないリフトモータの駆動を停止させても底板２ｇが下がる方向に回動することはできない。
【００３８】
一方、給送カセット２をプリンタ１から引き抜くとき、揺動ストッパ１ｄをスラスト方向にずらすことによりリフトユニット３は揺動自在になり、伝達ギア３ｂとセクタギア２ｅの噛み合いがはずれ、底板２ｇは自重並びにシートＳの質量により落下する。
【００３９】
この実施形態にあっても前述した第１実施形態と同様に、底板２ｇを回動させた状態における釣り合いの力学モデルを考慮すると、揺動ストッパ１ｄがどの位置でリフトユニット３を規制するかにより、給送カセット２が引き込み系であるか押し出し系であるか任意に設定可能となり、設計の自由度が増す。一般的には給送カセット２がプリンタ１から押し出される力を受けることはシートを給送する上で問題が生ずる恐れがあるため引き込み系となるように揺動ストッパ１ｄの位置を設定する。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、底板を回動させたときに給送カセットを引き込む力、あるいは押し出す力を発生させることが可能になり、給送カセットを安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の全体模式説明図である。
【図２】第１実施形態に係るシート給送装置の斜視説明図である。
【図３】底板を上昇させるときの力学モデルを表した図である
【図４】第２実施形態に係るシート給送装置の斜視説明図である。
【図５】従来技術に係るシート給送装置の斜視説明図である。
【図６】従来の技術の問題点を表した図である
【図７】従来の技術の問題点を表した図である
【符号の説明】
【符号の説明】
Ｄ    …情報光
Ｓ    …シート
１    …プリンタ
１ａ  …ピックローラ
１ｂ  …フィードローラ
１ｃ  …リタードローラ
１ｄ  …揺動ストッパ
２    …給送カセット
２ｄ  …アイドラギア
２ｅ  …セクタギア
２ｆ  …底板押上アーム
２ｇ  …底板
２ｈ  …遥動ストッパ
３    …リフトユニット
３ａ  …リフトモータ
３ｂ  …伝達ギア
４ａ  …中継ローラ
４ｂ  …レジストローラ
４ｃ  …排出ローラ
５    …スキャナユニット
６    …画像形成手段
６ａ  …感光体ドラム
７    …転写手段
８    …定着手段
【図１】
0003826049.tif 000002
【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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