JP3646840B2 - 給紙トレイの底板駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、給紙トレイの底板駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
多数の用紙を連続的に給紙する給紙装置の一例として、例えば、特開平4−209135号公報に記載にされているように、ピックアップローラの下方に、用紙を積載する給紙テーブルを昇降自在に設け、この給紙テーブルを給紙テーブルモータにより上昇させて最上位の用紙をピックアップローラに当接させ、このときの上昇動作により位置センサがオンになったときに給紙モータを停止させ、次に給紙モータを逆転させて給紙テーブルを若干下降させ、一定時間経過後にモータを再び正転させて給紙テーブルを上昇させて最上位の用紙をピックアップローラに当接させ、位置センサがオンになった時点で給紙モータを停止させることにより、用紙補給時に用紙を安定させるようにした給紙装置がある。
【0003】
このような給紙装置とは別に、画像形成装置本体に給紙トレイを引き出し自在に装着して給紙する給紙装置がある。このような給紙装置の給紙トレイは、上面が開口されたトレイ本体に、用紙を積載する底板とこの底板を一方向の回転運動により上昇させる駆動軸とを備えている。そして、給紙トレイを画像形成装置本体に装着したときには、画像形成装置本体内のモータと給紙トレイの駆動軸とをカップリング方式で連結し、モータにより駆動軸を所定角度回転させて底板を上昇させ、底板上の最上位の用紙をピックアップローラに接触させている。
【0004】
このように、画像形成装置本体側のモータと給紙トレイ側の駆動軸とをカップリング方式で連結する場合、構造の簡略化及びコストダウンを図るために、駆動軸の端部にその軸方向と直交する方向から孔を穿け、この孔にスプリングピンを圧入し、このスプリングピンが係止される係止溝が端面から形成されたカップリングを軸方向の一方に付勢して軸方向に移動自在にモータに連結した構造のものがある。
【0005】
このようなカップリング方式の連結構造では、画像形成装置本体に給紙トレイを装着すると、給紙トレイの駆動軸に圧入したスプリングピンが画像形成装置本体側のカップリングの係止溝に係止されて両者が連結される。この場合、スプリングと係止溝との位置が一致しない場合には、スプリングピンがカップリングの端面に当接するため、カップリングは軸方向に沿ってモータ側に押し込まれるが、モータによりカップリングを回転させると、係止溝とスプリングピンとの位置が一致するときに、カップリングが駆動軸側に移動して係止溝とスプリングピンとが係止し合う。これにより、モータの回転がカップリングとスプリングピンとを介して駆動軸に伝達される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
カップリングに形成した係止溝に駆動軸のスプリングピンを係止する構造において、スプリングピンは弾性的に縮径し得るように軸方向に沿って溝が形成されているため、駆動軸に形成する孔の寸法を厳密に管理しなくても、スプリングピンを駆動軸の孔に遊びを有することなく圧入することができ、構造も簡略化できる利点がある。
【0007】
しかし、給紙トレイを画像形成装置本体に装着するときに、図6に示すように、カップリング50に形成した係止溝51と、駆動軸52に圧入したスプリングピン53との位置が一致しない場合がある。従来は、画像形成装置本体と給紙トレイとに精密な案内作用を示すガイドレールを設けていたが、近来はコストダウンの要望に応えるため、簡易な構造で給紙トレイを引き出し自在に支持する傾向にる。このため、カップリング50の係止溝51と駆動軸52のスプリングピン53との位置は一致しにくい。
【0008】
このように、係止溝51とスプリングピン53との位置が不一致であり、かつ、スプリングピン53の溝がカップリング50側に向いていると、カップリング50の係止溝51の開口縁側のエッジがスプリングピン53の溝53aに食い込んだままの状態になり、係止溝51とスプリングピン53とが不安定な状態で係止し合う場合がある。
【0009】
この状態で、底板を上昇させる方向のカップリング50を回転させると、負荷が軽ければ駆動軸52も回転してしまうので、スプリングピン53の位置にカップリング50の係止溝51の位置を正常に位置合わせできないまま駆動軸52を回転させて底板を上昇させてしまう。しかし、その底板上の最上位の用紙をピックアップローラに当接させると負荷が大きくなり、さらに、ピックアップローラを回転させて最上位の用紙を給紙すると、振動が底板を介して駆動軸に伝わるため、カップリング50がモータ側に退避し係止溝51がスプリングピン53から外れることがある。このような場合には、駆動軸52が自由状態となるため、底板が用紙の重みで給紙トレイの底に落下してしまう問題がある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、用紙を積載する底板とこの底板を一方向の回転運動により上昇させる駆動軸とを有して画像形成装置本体に引き出し自在に装着される給紙トレイを設け、この給紙トレイの前記画像形成装置本体側の面から突出する前記駆動軸の端部にその軸方向と直交する方向にスプリングピンを圧入し、前記画像形成装置本体に前記スプリングピンが係止される係止溝を有してモータによって駆動されるカップリングを前記給紙トレイ側に付勢して軸方向に進退自在に設け、前記給紙トレイを前記画像形成装置に装着したときに、前記カップリングの回転を前記駆動軸に伝達して前記底板を上昇させるようにした給紙トレイの底板駆動装置において、前記スプリングピンはその軸方向に沿って形成されている溝が前記カップリングとは反対側に向けた状態で前記駆動軸に圧入され、前記カップリングの係止溝は、前記底板を上昇させるために前記カップリングを正転させるときに前記スプリングピンを押圧する側の一方の内側面に前記カップリングの軸方向と平行な平行面を有し、反対側の内側面に前記カップリングの端面に向かうに従い前記係止溝の幅が次第に広がる方向に傾斜する傾斜面を有する。
【0011】
したがって、給紙トレイを画像形成装置本体に装着するときにカップリングの係止溝とスプリングピンとの位置が僅かにずれている場合に、カップリングの係止溝の開口縁側のエッジがスプリングピンの溝に引っ掛かることはない。これにより、係止溝とスプリングピンとの係合が不完全のまま底板を上昇させる方向にカップリングを回転させたときに、駆動軸を回転させることなくカップリングのみを回転させ、カップリングの回転中に係止溝の位置がスプリングピンの位置に一致したときに、係止溝とスプリングピンとを確実に係止させることが可能となる。さらに、カップリングの端面側における係止溝の開口幅を広げることができ、これにより、カップリングに形成された係止溝と駆動軸に圧入されたスプリングピンとを係止し易くすることが可能となる。また、底板を上昇させる場合には軸方向と平行にカップリングに形成した平行面でスプリングを押圧するため、カップリングの回転角に対して正確に比例させて駆動軸を回転させることが可能となる。
【0014】
請求項2記載の発明は、請求項2記載の発明において、モータを正転させて底板を上昇させる前に、前記モータを一旦逆転させるモータ制御手段を備えている。
【0015】
したがって、モータの逆転動作によりカップリングのみを逆転させて、係止溝の位置をスプリングピンの位置に合わせることが可能となる。また、カップリングの逆転時には係止溝の傾斜面でスプリングピンを押圧するため、負荷が大きい場合にはカップリングをスプリングピンから外れるモータ側に退避させることが可能となる。
【0016】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、モータを逆転させて停止させた後に、一定時間経過後に前記モータを正転させて底板を上昇させるモータ制御手段を備えている。
【0017】
したがって、モータの回転方向が瞬時に切り替わることがないため、過電流が流れることがなく、これにより、駆動回路系の素子を保護することが可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の第一の形態を図1ないし図4に基づいて説明する。図1は画像形成装置本体に装着した状態の給紙トレイを示す平面図、図2は給紙トレイの構造及び駆動軸とカップリングとの関係を示す分解斜視図、図3及び図4は、駆動軸とカップリングとの関係を示す一部の側面図である。
【0019】
図1において、1は画像形成装置本体である。この画像形成装置本体1に引き出し自在に装着される給紙トレイ2は、上面が開放された偏平なトレイ本体3に、多数枚の用紙4を積載する底板5と、この底板5を一方向の回転運動により上昇させる駆動軸6とを有する。底板5の両側に形成されたヒンジ片5aはトレイ本体3の内面に上下回動自在に支持されている。この駆動軸6はネジ結合されて底板5を押し上げる上昇アーム7を有している。この駆動軸6は用紙4の給紙方向と直交する方向(画像形成装置本体1に対する給紙トレイ2の引き出し方向と一致)においてトレイ本体3に回転自在に支持され、その一端はトレイ本体3の画像形成装置本体1側の側面から突出され、その突出部分には弾性的に縮径可能なスプリングピン8が駆動軸6の軸方向と直交する方向に圧入されている。さらに、トレイ本体3には画像形成装置本体1の奥側に突出する被検出部9が形成されている。
【0020】
図1に示すように、画像形成装置本体1には、被検出部9を検出する検出器10とモータ11とが設けられ、このモータ11には、カップリング12が回転方向には一体に回転し、軸方向に進退自在に連結されている。また、カップリング12は図示しないスプリングにより駆動軸6側に付勢されている。そして、図2に示すように、カップリング12にはその駆動軸6側の端面から係止溝13が十文字状に配列されて形成されている。これらの係止溝13はスプリングピン8と係止されるものである。
【0021】
ここで、スプリングピン8はその軸方向に沿って形成されている溝8a(図3参照)がカップリング12とは反対側に向けた状態で駆動軸6に圧入されている。具体的には、駆動軸6の中心を対称として120度の範囲でカップリング12の反対側に向いていることが望ましい。
【0022】
さらに、カップリング12の係止溝13は、底板5を上昇させるためにカップリング12を図3に示す正転方向(CW)に正転させるときにスプリングピン8を押圧する側の一方の内側面にカップリング12の軸方向と平行な平行面13aを有し、反対側の内側面にカップリング12の端面12aに向かうに従い係止溝13の幅が次第に広がる方向に傾斜する傾斜面13bを有する(図3参照)。
【0023】
このような構成において、給紙トレイ2を画像形成装置本体1から引き出した状態では、底板5は自重によりトレイ本体3の底面に倒伏する。底板5の上に用紙4を積載した後、給紙トレイ2を画像形成装置本体1に装着すると、駆動軸6の端部が筒状のカップリング12の中心に嵌合される。この場合、スプリングピン8の溝8aがカップリング12とは反対側に向けてあるので、給紙トレイ2を画像形成装置本体1に装着するときにカップリング12の係止溝13とスプリングピン8との位置が僅かにずれている場合に、カップリング12の係止溝13の開口縁側のエッジがスプリングピン8の溝8aに引っ掛かることはない。
【0024】
画像形成装置本体1に給紙トレイ2を装着するときに、カップリング12の係止溝13とスプリングピン8との位置が合っていない場合には、図4に示すように、カップリング12がスプリングピン8に押されて傾き、係止溝13の開口部側のエッジがスプリングピン8に引っ掛かる場合があるが、このようにスプリングピン8と係止溝13との係止状態が不完全のまま、底板5を上昇させる方向にカップリング12を回転させたとしても、係止溝13のエッジがスプリングピン8に対して滑るため、駆動軸6に回転力を与えることなくカップリング12のみを回転させることができる。これにより、係止溝13とスプリングピン8との係止状態が不完全のままカップリング12の回転を駆動軸6に伝えて底板5を上昇させるようなことがなく、これに伴い、底板5の上昇中に駆動軸6のスプリングピン8からカップリング12が外れて底板5が落下するようなことはない。
【0025】
さらに、係止溝13とスプリングピン8との係合が不完全のまま底板5を上昇させるためにカップリング12を回転させたときに、駆動軸6を回転させることなくカップリング12のみを回転させることができるため、カップリング12の回転中に係止溝13の位置がスプリングピン8の位置に一致したときに、係止溝13とスプリングピン8とを確実に係止させることが可能となる。
【0026】
特に、係止溝13の内面には傾斜面13bが形成されているため、カップリング12の端面12a側における係止溝13の開口幅を広げることができ、これにより、係止溝13とスプリングピン8とを係止し易くすることができる。
【0027】
また、底板5を上昇させる場合、カップリング12を正転方向(図3においてCW方向)に回転させるが、このときにカップリング12の軸方向と平行な平行面13aでスプリングピン8を押圧するため、カップリング12の回転角に対して正確に比例させて駆動軸6を回転させることができる。
【0028】
次に、本発明の実施の第二の形態について説明する。本実施の形態及びこれに続く実施の形態において、前実施の形態の構成と同一部分は同一符号を用い説明も省略する。本実施の形態は、モータ11を正転させて底板5を上昇させる前に、モータ11を一旦逆転させるモータ制御手段(図示せず)を備えている。
【0029】
このモータ制御手段は、画像形成装置本体1に給紙トレイ2を装着したときに、被検出部9を検出する検出器10の検出信号により、或いは、画像形成装置の電源を入力したときに、モータ11を逆転させた後に正転させるように駆動回路(図示せず)を駆動するプログラムを実行する機能である。
【0030】
このように、底板5を上昇させるためにモータ11を正転させる前にモータ11を逆転方向(図3においてCCW方向)に回転させることにより、カップリング12の係止溝13とスプリングピン8との位置が不一致の場合でも、カップリング12の回転により係止溝13とスプリングピン8との位置を一致させて両者を係止させることができる。
【0031】
この場合、モータ11を逆転させると底板5が下降するが、係止溝13の傾斜面13bでスプリングピン8を押圧するので、上昇アーム7がトレイ本体3の底面に当接して負荷が高まると、カップリング12が付勢力に抗してスプリングピン8から外れるモータ11側に退避するため、モータ11に高い負荷が掛かることはない。これにより、モータ11の損傷や上昇アーム7の破損を防止することができる。
【0032】
次に、本発明の第三の実施の形態を図5に基づいて説明する。図5はモータ11に印加する電圧と時間との関係を示すグラフである。本実施の形態は、モータ11を逆転させて停止させた後に、一定時間経過後にモータ11を正転させて底板5を上昇させるモータ制御手段(図示せず)を備えている。本実施の形態におけるモータ制御手段は、画像形成装置本体1に給紙トレイ2を装着したときに、被検出部9を検出する検出器10の検出信号により、或いは、画像形成装置の電源を入力したときに、モータ11を期間t1(1sec)逆転させ、期間t2(20mmsec)+期間t3(500mmsec)停止させた後に、モータ11を正転させて底板5を上昇させると言うタイミングをもってモータ11を駆動する駆動回路(図示せず)を駆動するプログラムを実行する機能である。この場合、モータは+24Vの電圧を印加することにより正転し、−24Vの電圧を印加することにより逆転する。
【0033】
このように、底板5を上昇させるためにモータ11を正転させる前にモータ11を逆転方向(図3においてCCW方向)に回転させることにより、カップリング12の係止溝13とスプリングピン8との位置が不一致の場合でも、カップリング12の回転により係止溝13とスプリングピン8との位置を一致させて両者を係止させることができる。
【0034】
このように、モータ11を逆転させてから正転させるまでの間には、t2+t3の期間があるため、モータ11の回転方向が瞬時に切り替わることがない。このため、過電流が流れることがなく、したがって、モータ11を駆動する駆動回路系の素子を保護することができる。具体的には、期間t2が過電流の発生を防止する期間である。本実施の形態では、さらに、期間t2で残る残電流を期間t3で減衰させることができる。
【0035】
【発明の効果】
請求項1記載の発明は、上述のように、用紙を積載する底板とこの底板を一方向の回転運動により上昇させる駆動軸とを備えた給紙トレイを設け、端面に係止溝を有してモータによって駆動されるカップリングを前記給紙トレイ側に付勢して軸方向に進退自在に画像形成装置本体に設け、前記給紙トレイから突出する前記駆動軸の端部に、前記カップリングの前記係止溝に係止されるスプリングピンをその軸方向に沿って形成されている溝を前記カップリングとは反対側に向けた状態で圧入したので、給紙トレイを画像形成装置本体に装着するときにカップリングの係止溝とスプリングピンとの位置とが僅かにずれている場合に、カップリングの係止溝の開口縁側のエッジがスプリングピンの溝に引っ掛かることはない。これにより、係止溝とスプリングピンとの係合が不完全のまま底板を上昇させる方向にカップリングを回転させたときに、駆動軸を回転させることなくカップリングのみを回転させて、カップリングの回転中に係止溝の位置がスプリングピンの位置に一致したときに、係止溝とスプリングピンとを確実に係止させることができる。また、カップリングの係止溝は、底板を上昇させるためにカップリングを正転させるときにスプリングピンを押圧する側の一方の内側面に前記カップリングの軸方向と平行な平行面を有し、反対側の内側面に前記カップリングの端面に向かうに従い前記係止溝の幅が次第に広がる方向に傾斜する傾斜面を有するので、カップリングの端面側における係止溝の開口幅を広げることができ、これにより、カップリングに形成された係止溝と駆動軸に圧入されたスプリングピンとを係止し易くすることができる。また、底板を上昇させる場合には軸方向と平行にカップリングに形成した平行面でスプリングを押圧するため、カップリングの回転角に対して正確に比例させて駆動軸を回転させることができる。
【0037】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、モータを正転させて底板を上昇させる前に、前記モータを一旦逆転させるモータ制御手段を備えているので、モータの逆転動作によりカップリングのみを逆転させて、係止溝の位置をスプリングピンの位置に合わせることができる。また、カップリングの逆転時には係止溝の傾斜面でスプリングピンを押圧するため、負荷が大きい場合にはカップリングをスプリングピンから外れるモータ側に退避させることができ、これにより、モータの損傷等の故障の発生を未然に防止することができる。
【0038】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、モータを逆転させて停止させた後に、一定時間経過後に前記モータを正転させて底板を上昇させるモータ制御手段を備えているので、モータの回転方向が瞬時に切り替わることがないため、過電流が流れることがない。これにより、駆動回路系の素子を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第一の形態における画像形成装置本体に装着した状態の給紙トレイを示す平面図である。
【図2】給紙トレイの構造及び駆動軸とカップリングとの関係を示す分解斜視図である。
【図3】駆動軸とカップリングとの関係を示す一部の側面図である。
【図4】駆動軸とカップリングとの関係を示す一部の側面図である。
【図5】本発明の実施の第三の形態におけるモータに印加する電圧と時間との関係を示すグラフである。
【図6】従来技術における駆動軸とカップリングとの関係を示す一部の側面図である。
【符号の説明】
1 画像形成装置本体
2 給紙トレイ
4 用紙
5 底板
6 駆動軸
8 スプリングピン
8a 溝
11 モータ
12 カップリング
13 係止溝
13a 平行面
13b 傾斜面
Claims (3)
- 用紙を積載する底板とこの底板を一方向の回転運動により上昇させる駆動軸とを有して画像形成装置本体に引き出し自在に装着される給紙トレイを設け、この給紙トレイの前記画像形成装置本体側の面から突出する前記駆動軸の端部にその軸方向と直交する方向にスプリングピンを圧入し、前記画像形成装置本体に前記スプリングピンが係止される係止溝を有してモータによって駆動されるカップリングを前記給紙トレイ側に付勢して軸方向に進退自在に設け、前記給紙トレイを前記画像形成装置に装着したときに、前記カップリングの回転を前記駆動軸に伝達して前記底板を上昇させるようにした給紙トレイの底板駆動装置において、前記スプリングピンはその軸方向に沿って形成されている溝が前記カップリングとは反対側に向けた状態で前記駆動軸に圧入され、前記カップリングの係止溝は、前記底板を上昇させるために前記カップリングを正転させるときに前記スプリングピンを押圧する側の一方の内側面に前記カップリングの軸方向と平行な平行面を有し、反対側の内側面に前記カップリングの端面に向かうに従い前記係止溝の幅が次第に広がる方向に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする給紙トレイの底板駆動装置。
- モータを正転させて底板を上昇させる前に、前記モータを一旦逆転させるモータ制御手段を備えていることを特徴とする請求項1記載の給紙トレイの底板駆動装置。
- モータを逆転させて停止させた後に、一定時間経過後に前記モータを正転させて底板を上昇させるモータ制御手段を備えていることを特徴とする請求項2記載の給紙トレイの底板駆動装置。
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