JP4053438B2 - 用紙補給装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置に用いられる用紙補給装置(給紙カセット)に関し、さらに詳しくは、用紙セットを装置の手前側の操作で行うフロントローディング式の画像形成装置に用いられる用紙補給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
フロントローディング式の画像形成装置は、例えば縦型の装置本体の上部に、原稿台、スキャナ部、画像形成部及び排紙トレイが配置され、下部に給紙部が配置されている。給紙部はカセット収容部を備え、そのカセット収容部に用紙補給装置(給紙カセット)を、装置本体の手前側から奥側に向けて押し込むことにより装着するようになっている。また、用紙を補給する際の用紙セットは、給紙カセットを装置手前側に引き出し、用紙を給紙カセット内にセットした後に、給紙カセットを押し込むという手順で行われる。
【0003】
このようなフロントローディング式の画像形成装置に用いられる用紙補給装置としては、例えば、図17に示すように、ラックギア433,434を有する2個の用紙ガイド431,432、用紙さばき爪435,436、各用紙ガイドのラックギア433,434に噛み合うピニオンギア404及び用紙後端板406などによって構成される位置決め機構を備えた給紙カセット401がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
図17に示す給紙カセット401は、用紙の給紙方向が、画像形成装置へのカセット挿入方向(ローディング方向)に直交する方向となっている。また、給紙カセット401への用紙の補給をスムーズに行えるように、その奥側と手前側にそれぞれ用紙ガイド431,432がローディング方向にスライド自在に配置されている。それら2つの用紙ガイド431,432は、前記したように、各ラックギア433,434が1つのピニオンギア404に噛み合っており、一方の用紙ガイド(例えば手前側の用紙ガイド431)を移動させることにより、他方の用紙ガイド(奥側の用紙ガイド432)が連動して移動するようになっている。なお、給紙カセット401には、図18に示すように、給紙カセット本体402内にセットされた用紙を押し上げるための回転板407が設けられている。
【0005】
また、このような用紙規制機構つまり一対の用紙ガイドの位置調節にラックピニオン機構を備えた給紙カセットにおいて、用紙規制機構のがた等を吸収する技術として、給紙方向の奥側の用紙ガイド(サイドフェンス)の用紙規制面を、用紙の給紙方向に対して斜め形状とすることにより、用紙規制機構に組み付け上のがた等があっても、用紙規制面が用紙の幅方向端部に平行に接触するようにした構造が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開平10−129856号公報
【特許文献2】
特開2000−16640号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フロントローディング式の画像形成装置に用いられている給紙カセットでは、用紙セット時において、使用者が、用紙束を奥側の用紙ガイドに突き当てて位置決めをした後、用紙の手前側をカセット内に落とし込むので、奥側の用紙ガイドに大きな衝撃が加わる。また、用紙を給紙カセットにセットした後、給紙カセットを画像形成装置に押し込んだときにも、カセット挿入完了時の衝撃つまり用紙重量に起因する衝撃が奥側の用紙ガイドに加わる。このように、奥側の用紙ガイドに、用紙のセット時や給紙カセットの挿入時において衝撃が加わると、奥側の用紙ガイドががたついて、用紙ガイドの位置ずれが生じるため、用紙規制のばらつきや用紙さばき爪からの用紙はずれが発生する。
【0008】
なお、給紙カセットにおいて、がたつきを吸収する技術として、前記した特許文献2に記載の機構があるが、この特許文献2に記載の機構は、奥側の用紙ガイド(サイドフェンス)の用紙規制面を用紙の給紙方向に対して斜め形状とし、用紙規制面が寄せ位置まで移動したときに、用紙規制機構のがたつきを吸収して、用紙規制面が用紙の幅方向端部と平行になるようにする構造であり、用紙規制機構自体のがたつきは存在しているため、前記したような用紙セット時や給紙カセット挿入時の衝撃力が加わったときには、用紙ガイドの位置ずれ(がたつき)が発生する。
【0009】
本発明は、そのような問題を解消するためになされたものであり、フロントローディング式の画像処理装置において、用紙セット時に生じる、用紙ガイドの位置ずれ(がたつき)等を防止することができ、用紙搬送のトラブルを解消することが可能な用紙補給装置の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の用紙補給装置は、装置手前側での出し入れ操作により用紙をセットするフロントローディング式の画像形成装置に装着される用紙補給装置であって、ローディング方向に沿って延びるラックギアを有し、それぞれが互いに対向するように配置された手前側の用紙ガイド及び奥側の用紙ガイドと、前記2つの用紙ガイドの各ラックギアに噛み合うピニオンギアとを備えているとともに、用紙の給紙方向がローディング方向に対して直交する用紙補給装置において、前記2つの用紙ガイドのうち、少なくとも奥側の用紙ガイドのラックギアには、前記ローディング方向(ラックギアの長手方向)の特定位置に、当該ラックギアと前記ピニオンギアとの噛み合い状態が他の部分とは異なる領域が設けられていることによって特徴づけられる。
【0011】
より具体的には、前記ピニオンギアの噛み合い状態が異なる特定領域が、当該用紙補給装置に収容可能な定型サイズ用紙を規制する位置に対応する領域であり、その特定領域の噛み合い状態が固くて、それ以外の部分の噛み合い状態が緩くなるようにしている。また、複数種の定型サイズ用紙が収容可能な用紙補給装置(いわゆるユニバーサルカセット)の場合、前記ピニオンギアの噛み合い状態が異なる特定領域が、それら複数種の定型サイズ用紙を規制する各位置に対応する複数の領域であり、それら複数の特定領域の噛み合い状態が固くて、それ以外の部分の噛み合い状態が緩くなるようにする。
【0012】
なお、前記ピニオンギアの噛み合い状態が異なる特定領域の形態としては、例えば、ラックギアの歯(数歯)を基準ピッチ線に対して転位した転位ギアを挙げることができる。
【0013】
この発明の用紙補給装置によれば、用紙ガイドが定型サイズ用紙を規制する位置あるときには、用紙ガイドのラックギアとピニオンギアとの噛み合い状態が固くなる。すなわち、ラックギアとピニオンギアとの噛み合いのあそびが少なくなって、用紙ガイドのがたつきが少なくなる。従って、用紙セット時や給紙カセット挿入時において衝撃力が奥側の用紙ガイドに加わっても、用紙ガイドの位置ずれ等を少なくすることができる。
【0014】
一方、用紙ガイドが定型サイズ用紙を規制する位置以外の場所(用紙ガイドの移動領域)にあるときには、ラックギアとピニオンギアとの噛み合い状態が固い状態から緩い状態に変わる。すなわち、ラックギアとピニオンギアとの噛み合いのあそびが多くなるので、用紙ガイドを軽い力で動かすことができ、用紙ガイドを用紙規制位置などにスライド移動させるときの操作をスムーズに行うことができる。
【0015】
なお、以上のような噛み合い状態が異なる領域は、手前側の用紙ガイドのラックギアにも形成しておいてもよい。
【0016】
本発明の用紙補給装置は、装置手前側での出し入れ操作により用紙をセットするフロントローディング式の画像形成装置に装着される用紙補給装置であって、ローディング方向に沿って延びるラックギアを有し、それぞれが互いに対向するように配置された手前側の用紙ガイド及び奥側の用紙ガイドと、前記2つの用紙ガイドの各ラックギアに噛み合うピニオンギアとを備えているとともに、用紙の給紙方向がローディング方向に対して直交する用紙補給装置において、前記2つの用紙ガイドのうち、少なくとも奥側の用紙ガイドのラックギアには、前記ローディング方向の所定位置に、その部分のラックギアの歯を前記ピニオンギアに向けて押圧するための突起が設けられているとともに、補給装置本体側に前記ラックギアの突起を押圧する押圧部材(例えばレール側の突起)が設けられており、当該用紙補給装置に収容可能な1種もしくは複数種の定型サイズ用紙を規制する位置に前記用紙ガイドを配置したときに、前記ラックギアの突起に前記補給装置本体側の押圧部材が接触して、前記ラックギアの前記ピニオンギアへの噛み合い状態が固くなるように構成されていることによって特徴づけられる。
【0017】
この発明の用紙補給装置によれば、用紙ガイドが定型サイズ用紙を規制する位置あるときには、ラックギアの突起が補給装置本体側の押圧部材にて押されて、その押圧部分のラックギアとピニオンギアとの噛み合い状態が固くなる。すなわち、ラックギアとピニオンギアとの噛み合いのあそびが少なくなって、用紙ガイドのがたつきが少なくなる。従って、用紙セット時や給紙カセット挿入時において衝撃力が奥側の用紙ガイドに加わっても、用紙ガイドの位置ずれ等を少なくすることができる。
【0018】
一方、用紙ガイドが定型サイズ用紙を規制する位置以外の場所(用紙ガイドの移動領域)にあるときには、ラックギア側の突起の押圧部材が接触しない状態となり、ラックギアとピニオンギアとの噛み合い状態が固い状態から通常の状態(緩い噛み合い状態)に戻るので、用紙ガイドを軽い力で動かすことができ、用紙ガイドを用紙規制位置などにスライド移動させるときの操作をスムーズに行うことができる。
【0019】
ここで、本発明の用紙補給装置において、例えば、奥側の用紙ガイドの給紙方向の上流側に位置する幅ガイド板(用紙規制板)と、下流側に位置する幅ガイド板について、用紙を受ける面の面積と、各幅ガイド板のギア噛み合い位置(ラックギアとピニオンギアとが噛み合う位置)に対する距離を略等しくすることにより、用紙セット時や用紙補給装置の画像形成装置への挿入時に発生する、用紙束による衝撃を、奥側の用紙ガイドにおけるギア噛み合い位置の上流側と下流側で略等しく受けるように構成してもよい。このように構成すれば、奥側の用紙ガイドに作用する回転モーメントを、ギア噛み合い位置の上流側と下流側とで略等しくすることができ、奥側の用紙ガイドの変形を防止することができる。これにより、画像形成装置において、セットした用紙の位置ずれや、それに伴う用紙搬送のトラブルが発生することを防ぐことができる。
【0020】
本発明の用紙補給装置において、手前側の用紙ガイド及び奥側の用紙ガイドにそれぞれ用紙さばき爪を一体的に設けておくことが好ましい。このように、用紙さばき爪を各用紙ガイドに一体的に設けておけば、用紙ガイドの位置を設定するだけで、用紙さばき爪の位置も同時に設定することが可能となり、用紙セット時の作業性が向上する。
【0021】
本発明の用紙補給装置において、奥側の用紙ガイドの変形を防止するための変形防止手段を設けておくことが好ましい。
【0022】
用紙ガイドの変形を防止するための手段としては、用紙補給装置の本体(給紙カセット本体)に対する用紙ガイドの台板の浮き(反り)を防止するためのレール、あるいは、ラックギア形成部分のねじれを防止するためのねじれ防止部材などを挙げることができる。
【0023】
そして、このような変形防止手段を設けて用紙ガイドの台板の変形を防止することで、用紙の衝撃が加わる幅ガイド板の変形(倒れ)を防ぐことができる。すなわち、用紙セット時や用紙補給装置の挿入完了時において、セット用紙によって、用紙ガイド(奥側)の幅ガイド板が押されて幅ガイド板が倒れ、これに伴って用紙ガイドの台板が反ることになるが、その台板の反りを防止しておけば、幅ガイド板の変形を抑えることができる。
【0024】
また、用紙ガイドのラックギアの形成部は、幅ガイド板の形成部と比べて、強度が弱くなっており、用紙補給装置を画像形成装置に挿入する際に発生する衝撃により、ラックギアが変形したり、折れる場合があるが、ラックギア形成部のねじれ等を補強するねじれ防止部材を設けておくことにより、ラックギアの変形・破壊等を防止することができる。なお、ねじれ防止部材は用紙ガイドに一体形成しておいてもよいし、別途作製したねじれ防止部材を用紙ガイドに取り付けるようにしてもよい。
【0025】
本発明の用紙補給装置において、前記ピニオンギアの上面または下面のいずれか一方の面に補強板を設けておくことが好ましい。このように、ピニオンギアを補強板にて補強して強度を高めておくことで、用紙セット時や用紙補給装置の画像形成装置への挿入時において、ピニオンギアに大きな力が加わっても、ピニオンギアの変形を小さくすることができる。これにより、ピニオンギアの変形によって発生する問題、つまり用紙セット時や用紙補給装置の挿入時においてセットした用紙がずれることを防止することができる。
【0026】
なお、補強板は、ピニオンギアの外径よりも直径の大きな円板であることが好ましい。また、補強板は、ピニオンギアとは別部材のものをピニオンギアの下面(もしくは上面)に接着等により固着する形態であってもよいし、ピニオンギアに補強板を一体形成する形態であってもよい。
【0027】
本発明の用紙補給装置において、ピニオンギアを支持する軸の直径を太くし、ピニオンギアに衝撃が加わっても、軸の変形を防止するように構成することが好ましい。なお、ピニオンギアの軸の直径は、ピニオンギアの外径の1/3以上とすることが好ましい。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0029】
まず、本発明の用紙補給装置を適用するフロントローディング式の画像形成装置の構造を図11を参照しながら説明する。
【0030】
図11に示す画像形成装置200は、縦型の装置本体201の上面に透明ガラス体の原稿台202が設置されており、この原稿台202上に置かれた原稿の画像を読み取るためのスキャナ部203が原稿台202の下方に設けられている。スキャナ部203の下方で装置本体201の片側端部(図11の右側端部)に画像形成部204が設けられており、スキャナ部203で読み取られた画像データが画像形成部204に入力され、その画像データに基づく原稿画像が用紙表面に電子写真画像形成法にて複写される。画像形成後の用紙は、装置本体201の上部中央(スキャナ部202の下方位置)に設置された排紙トレイ205に排出される。
【0031】
また、図11に示す画像形成装置200においては、排紙トレイ205の下方部に給紙部206が配置されている。給紙部206には上下2段のカセット収容部207,207が設けられており、各カセット収容部207に、本発明の実施形態である用紙補給装置(給紙カセット)1が装着される。
【0032】
用紙補給装置1は、カセット収容部207に、装置本体201の手前側から奥側に向けて押し込むことによって装着され、その用紙補給装置1に収容された用紙を、用紙搬送部(図示せず)によって、ローディング方向(カセット押し込み方向)と直交する方向に取り出し、前記した画像形成部204に搬送して原稿画像を形成するようになっている。
【0033】
次に、本発明の用紙補給装置の実施形態を図1及び図2に基づいて説明する。
【0034】
本実施形態の用紙補給装置1は、一般に、給紙カセットと称される装置であって、図11に示すようなフロントローディング式の画像形成装置200に装着される。
【0035】
用紙補給装置1は、図1に示すように、補給装置本体2(以下、給紙カセット本体2という)を備えており、その給紙カセット本体2の前面2aが、画像形成装置200(図11参照)のローディング方向の手前側となるように画像形成装置200に取り付けられる。また、用紙の給紙方向はローディング方向と直交する方向であり、図1の左側が給紙方向の上流側となっている。
【0036】
給紙カセット本体2には、ローディング方向の手前側の用紙ガイド3Fと奥側の用紙ガイド3R(図1のハッチングで示す一対の部材)とが対向配置されている。手前側の用紙ガイド3F及び奥側の用紙ガイド3Rは、それぞれローディング方向に延びるレール(詳細は後述する)に沿ってスライド移動が可能であり、これら2つの用紙ガイド3F,3Rの間にピニオンギア4が配置されている。ピニオンギア4は、給紙カセット本体2の底板から上方に突出する軸5に回動自在に設けられている。なお、給紙カセット本体2には、セットされた用紙を押し上げるための回転板7(図13参照)が設けられている。また、給紙カセット本体2の底板には、用紙後端板6を位置決め固定するための複数のスリット孔6aが設けられている。
【0037】
手前側の用紙ガイド3Fには、図1及び図2に示すように、ローディング方向に沿って延びるラックギア33Fが台板30Fに一体形成されている。ラックギア33Fは、ピニオンギア4に対して給紙方向の下流側に配置されており、その位置でピニオンギア4に噛み合っている。台板30Fの手前側の端部には、台板30Fからそれぞれ垂直に立ち上がる上流側の幅ガイド板31Fと下流側の幅ガイド板32Fが一体形成されている。さらに、手前側の用紙ガイド3Fの下流側端部には用紙さばき爪34Fが一体的に設けられている。また、手前側の用紙ガイド3Fには、位置固定用のロック35F(図14参照)が設けられている。
【0038】
奥側の用紙ガイド3Rは、図1及び図2に示すように、ローディング方向に沿って延びるラックギア33Rが台板30Rに一体形成されている。ラックギア33Rは、ピニオンギア4に対して給紙方向の上流側に配置されており、その位置でピニオンギア4に噛み合っている。台板30Rの奥側の端部には、台板30Rからそれぞれ垂直に立ち上がる上流側の幅ガイド板31Rと下流側の幅ガイド板32Rが一体形成されている。さらに、奥側の用紙ガイド3Rの下流側端部には用紙さばき爪34Rが一体的に設けられている。
【0039】
そして、本実施形態においては、手前側の用紙ガイド3F、奥側の用紙ガイド3R、手前側の用紙さばき爪34F、奥側の用紙さばき爪34R、各用紙ガイド3F,3Rのラックギア33F,33R及びピニオンギア4によって用紙の位置決め機構(用紙規制機構)が構成されている。
【0040】
また、ラックギア33F,33Rとピニオンギア4で構成されるラックピニオン機構によって、手前側の用紙ガイド3F(幅ガイド板31F,32F)と奥側の用紙ガイド3R(幅ガイド板31R,32R)とが互いに逆向き(接近離反する向き)に、かつ、互いに連動してスライド移動するようになっており、例えばA4、A3、B5、B4などの様々なサイズの用紙をセットすることができる。従って、一対の用紙ガイド3F,3Rを移動させることにより、各種サイズの用紙を固定することができるので、ユーザの用途に適したサイズの用紙を、図11に示す画像形成装置200に給紙することができる。
【0041】
次に、本実施形態の特徴部分であるラックギアの構成について図3及び図4を参照しながら説明する。
【0042】
本実施形態では、奥側の用紙ガイド3Rのラックギア33Rの歯の形状を部分的に異ならせている点に特徴がある。
【0043】
具体的には、図3及び図4に示すように、奥側の用紙ガイド3Rのラックギア33Rのローディング方向(ラックギアの長手方向)の特定位置、つまり定型サイズ用紙(例えばA4横、B4縦)の規制位置に対応する2つの領域(以下、A4横規制領域G1、B4縦規制領域G2という)を設け、それらA4横規制領域G1及びB4縦規制領域G2の歯のピニオンギア4への噛み合い状態が固く、それこれ以外の領域つまり移動領域G0の歯のピニオンギア4への噛み合い状態が緩くなるようにしている。
【0044】
A4横規制領域G1及びB4縦規制領域G2の噛み合い状態を固くする方法としては、例えば、各規制領域G1,G2のギア(数歯)を、移動領域G0のギアの基準ピッチ線に対して転位(歯みぞ深さを浅くする転位)して形成するという方法を採用する。なお、この例では、手前側の用紙ガイド3Fのラックギア33Fについては、ピニオンギア4への噛み合い状態が、長手方向(ローディング方向)の全体にわたって一定(転位なし)である。
【0045】
そして、このように、奥側の用紙ガイド3Rのラックギア33Rに、ピニオンギア4への噛み合い状態が固くなるA4横規制領域G1及びB4縦規制領域G2を設けておくことにより、用紙ガイド3F,3Rが定型サイズ用紙(例えばB4縦)を規制する位置あるときには(図3)、奥側の用紙ガイド3Rのラックギア33RのB4縦規制領域G2がピニオンギア4に噛み合って、その噛み合い状態が固くなり、ラックギア33Rとピニオンギア4との噛み合いのあそびが少なくなるので、奥側の用紙ガイド3Rのがたつきが少なくなる。従って、用紙セット時や給紙カセット挿入時において衝撃力が奥側の用紙ガイド3Rに加わっても、奥側の用紙ガイド3Rの位置ずれを少なくすることができ、セットした用紙の位置ずれや、それに伴う用紙搬送のトラブルを防ぐことができる。
【0046】
一方、用紙ガイド3F,3Rが定型サイズ用紙を規制する位置以外の場所にあるとき(図4)、つまり奥側の用紙ガイド3Rのラックギア33Rの移動領域G0にピニオンギア4が噛み合っている状態のときには、ラックギア33Rとピニオンギア4との噛み合い状態が緩くなって噛み合いのあそびが多くなるので、用紙ガイド3F,3Rを軽い力で動かすことができ、用紙ガイド3F,3Rを用紙規制位置などにスライド移動させるときの操作をスムーズに行うことができる。
【0047】
なお、用紙ガイドの位置ずれ(がたつき)を防止する方法としては、図3、図4に示す構造に限れられることなく、例えば図5(A)、(B)に示すような構造を採用してもよい。
【0048】
図5に示す例では、奥側の用紙ガイド3Rのラックギア33Rのローディング方向における所定位置に、ラックギア33Rの歯をピニオンギア4に向けて押圧するための突起13,13を設けている。また、奥側の用紙ガイド3Rを案内するレール11の所定位置に突起12,12を設けている。
【0049】
そして、この例では、定型サイズ用紙を規制する位置に奥側の用紙ガイド3R配置したときに、図5(A)に示すように、奥側の用紙ガイド3Rのラックギア33R背面側の突起13に、給紙カセット本体2側のレール11の突起12が接触し、その接触部分のラックギア33Rの歯がピニオンギア4に向けて押圧されて、ラックギア33Rとピニオンギア4との噛み合い状態が固くなり、ラックギア33Rとピニオンギア4との噛み合いのあそびが少なくなるように構成しているので、用紙規制位置において奥側の用紙ガイド3Rのがたつきが少なくなる。従って、用紙セット時や給紙カセット挿入時において衝撃力が奥側の用紙ガイド3Rに加わっても、奥側の用紙ガイド3Rの位置ずれを少なくすることができ、セットした用紙の位置ずれや、それに伴う用紙搬送のトラブルを防ぐことができる。
【0050】
一方、奥側の用紙ガイド3Rが定型サイズ用紙を規制する位置以外の場所にあるときには、図5(B)に示すように、ラックギア33Rの突起13にレール11側の突起12が接触しない状態となり、ラックギア33Rとピニオンギア4との噛み合い状態が通常の状態(噛み合いが緩い状態)に戻って噛み合いのあそびが多くなるので、用紙ガイド3F,3Rを軽い力で動かすことができ、用紙ガイド3F,3Rを用紙規制位置などにスライド移動させるときの操作をスムーズに行うことができる。
【0051】
次に、本実施形態の他の特徴部分である用紙ガイドの配置関係等について図2を参照しながら説明する。
【0052】
−奥側の用紙ガイドについて−
奥側の用紙ガイド3Rの上流側の幅ガイド板31Rが用紙を受ける用紙受け面31Raの面積と、下流側の幅ガイド板32Rが用紙を受ける用紙受け面32Raの面積とを等しくしている。また、上流側の幅ガイド板31Rの上流側端部とギア噛み合い位置(ラックギア33Rとピニオンギア4との噛み合い位置)PRとの間の距離(給紙方向の距離)LR1と、下流側の幅ガイド板32Rの下流側端部とギア噛み合い位置PRとの間の距離(給紙方向の距離)LR2とを等しくしている(LR1=LR2)。
【0053】
−手前側と奥側の用紙ガイドの関係について−
奥側の用紙ガイド3Rのラックギア33Rをピニオンギア4に対して給紙方向の上流側に配置し、手前側の用紙ガイド3Fのラックギア33Fをピニオンギア4に対して給紙方向の下流側に配置することで、奥側の用紙ガイド3Rの上流側の幅ガイド板31Rの上流側端部とギア噛み合い位置PRとの間の距離(給紙方向の距離)LR1が、手前側の用紙ガイド3Fの上流側の幅ガイド板31Fの上流側端部とギア噛み合い位置(ラックギア33Fとピニオンギア4との噛み合い位置)PFとの間の距離(給紙方向の距離)LF1よりも短くなるようにしている(LR1<LF1)。
【0054】
以上のように、本実施形態の用紙補給装置1によれば、奥側の用紙ガイド3Rのラックギア33Rをピニオンギア4に対して給紙方向の上流側(図17に示す従来の給紙カセットではピニオンギアの下流側)に配置しており、さらに、奥側の用紙ガイド3Rの上流側の幅ガイド板31Rと下流側の幅ガイド板32Rについて、それぞれの用紙受け面31Ra,32Raの面積が互いに等しくて、かつ上流側の幅ガイド板31Rの上流側端部とギア噛み合い位置PRとの間の距離LR1と、下流側の幅ガイド板32Rの下流側端部とギア噛み合い位置PRとの間の距離LR2とが等しくなるようにしているので、用紙セット時や画像形成装置200への用紙補給装置1の挿入時に発生する用紙束による衝撃を、奥側の用紙ガイド3Rの給紙方向の上流側と下流側(ラックギア33Rの噛み合い位置PRの上流側と下流側)で略等しく受けることができ、奥側の用紙ガイド3Rに作用する回転モーメントを、ギア噛み合い位置PRの上流側と下流側とで略等しくすることができる。これにより、奥側の用紙ガイド3Rの変形を防止することができ、セットした用紙の位置ずれや、それに伴う用紙搬送のトラブルを防ぐことができる。
【0055】
さらに、奥側の用紙ガイド3Rの上流側の幅ガイド板31Rの上流側端部とギア噛み合い位置PRとの間の距離LR1が、手前側の用紙ガイド3Fの上流側の幅ガイド板31Fの上流側端部とギア噛み合い位置PFとの間の距離LF1よりも短くなるようにしているので(LR1<LF1)、用紙セット時や画像形成装置200への用紙補給装置1の挿入時の衝撃力により、奥側の用紙ガイド3Rに作用する回転モーメントを小さくすることができ、奥側の用紙ガイド3Rの負担を軽減することができる。
【0056】
ここで、奥側の用紙ガイド3Rと手前側の用紙ガイド3Fとの関係を、図2に示すような配置とすると、手前側の用紙ガイド3Fについては、衝撃力に対して不利な条件になるが、手前側の用紙ガイド3Fに加わる衝撃力は、奥側の用紙ガイド3Rよりも小さいので、手前側の用紙ガイド3Fを不利な条件としても特に問題はない。
【0057】
また、用紙ガイド3Fと用紙ガイド3Rとは、同じ形状であることがより好ましい。同じ形状とすることで、製造コストを低くすることができる。また、上記のように用紙ガイド3Fと用紙ガイド3Rとを同じ形状にするためには、ラックギア33F,33Rが給紙方向に対して用紙ガイド3F,3Rのほぼ中央になるように形成することがより好ましい。
【0058】
なお、図2に示す構造では、奥側の用紙ガイド3Rの上流側の幅ガイド板31Rの用紙受け面31Raの面積と、下流側の幅ガイド板32Rの用紙受け面32Raの面積とを等しくしているが、それら用紙受け面31Raと用紙受け面32Raとの面積が異なる場合でも、上流側の幅ガイド板31Rの用紙受け面31Raの面積とこの用紙受け面31Raの中心位置からギア噛み合い位置PRまでの距離との積と、下流側の幅ガイド板32Fの用紙受け面32Raの面積とこの用紙受け面32Raの中心位置からギア噛み合い位置PRまでの距離との積とが略等しくなるように構成することで、奥側の用紙ガイド3Rに作用する回転モーメントをギア噛み合い位置PRの上流側と下流側とで略等しくすることが可能である。
【0059】
次に、本実施形態の別の特徴部分を図6〜図19を参照しながら説明する。
【0060】
本実施形態では、前記したように、定型サイズ用紙を規制する位置において、奥側の用紙ガイド3Rのラックギア33Rとピニオンギア4との噛み合い状態を固くしているので、用紙セット時や用紙補給装置の挿入時において、ラックギア33Rに負荷がかかる。この点を考慮して各部の変形防止手段を設けている。その具体的な構造を以下に説明する。
【0061】
[用紙ガイドの変形防止]
変形防止手段の1つとして、用紙ガイドをローディング方向に案内するレールの形状を改善するという方法を採用している。
【0062】
具体的には、図6(A)及び(B)に示すように、給紙カセット本体2側に設けるレール101の断面形状を逆L型(鉤状)とするとともに、そのレール101に係合する断面形状L型の係合部材102を奥側の用紙ガイド3Rに設けている。このような構造を採用することにより、奥側の用紙ガイド3Rの台板30R及びラックギア33Rの形成部の反りや変形を防止することができ、幅ガイド板31R、32Rの変形(倒れ)を抑えることができる。
【0063】
さらに、図6(A)及び(B)に示すように、奥側の用紙ガイド3Rの係合部材102がレール101から離れることを防止するレール離脱防止部材103を設けておけば、奥側の用紙ガイド3Rの台板30Rの反りや変形をより確実に防止することができる。
【0064】
なお、レール101及び係合部材102の各断面形状はL型に限られることなく、例えばT型の断面形状など、互いに係合する他の任意の断面形状であってもよい。また、係合部材101の構成に替えて、奥側の用紙ガイド3Rの下面側に断面形状L型のレール101に係合する形状のガイド溝、例えば断面形状L型またはT型などのガイド溝を形成しておいてもよい。
【0065】
また、図7(A)及び(B)に示すように、奥側の用紙ガイド3Rの幅ガイド板31Rの下方に相当する位置に、断面形状が逆L型の補助レール104を設けるとともに、その補助レール104に係合するL型のガイド溝105を用紙ガイド3Rに設けて、幅ガイド板31Rの形成部分の反りや変形を防止するように構成すれば、幅ガイド板31Rの倒れを更に確実に防止することができる。なお、以上の図6及び図7に示すような変形防止構造(レール等の構造)は、手前側の用紙ガイド3Fにも設けておいてもよい。
【0066】
さらに、奥側の用紙ガイド3Rについて、図8に示すように、ラックギア33Rの形成部と用紙ガイド3Rの上流付近とを、ねじれ防止部材106にて連結してラックギア33Rの形成部の補強を行うことにより、用紙ガイド3Rに対するラックギア33Rの変形(図中矢印で示す方向の変形)を防止するようにしてもよい。なお、ねじれ防止部材106は、図8に示すように、奥側の用紙ガイド3Rに一体形成しておいてもよいし、別途作製したねじれ防止部材を用紙ガイドに取り付けるようにしてもよい。
【0067】
[ピニオンギアの変形防止]
本実施形態では、ラックギア33R(33F)の反り等によって衝撃を受けるピニオンギア4についても変形防止のための対策を施している。
【0068】
具体的には、図9に示すように、ピニオンギア4の下面側に補強板107を設けている。補強板107は、ピニオンギア4の外径よりも直径の大きな円板であり、ピニオンギア4の下面に接着等により固着されている。
【0069】
このように、ピニオンギア4を補強板107にて補強して強度を高めておくことで、用紙セット時や画像形成装置200への用紙補給装置1の挿入時において、ピニオンギア4に大きな力が加わっても、ピニオンギア4の変形を小さくすることができる。これにより、ピニオンギア4の変形によって発生する問題、つまり用紙セット時や用紙補給装置の挿入時においてセットした用紙がずれることを防止することができる。
【0070】
また、本実施形態では、図10に示すように、ピニオンギア4を支持する軸5を太くすることで、軸5の変形による問題、すなわちピニオンギア4の軸5が変形すると、ピニオンギア4の位置ずれが生じて、用紙ガイド3F、3Rの位置もずれてしまうという問題が発生することを防止している。
【0071】
なお、軸5の直径は、ピニオンギア4の外径の1/3以上とすることが好ましい。また、軸5の直径を太くすると、ピニオンギア4の軸穴4aが大きくなって強度低下の問題が生じるので、ピニオンギア4の下部に補強板107を設けてピニオンギア4の強度を確保することが好ましい。なお、図9及び図10に示した補強板107はピニオンギア4と一体形成しておいてもよい。
【0072】
以上の本実施形態の用紙補給装置1は、図11に示した画像形成装置200の給紙部206(カセット収容部207)に装着して使用される。その使用時において、用紙をセットする手順を図12〜図16を参照しながら以下に説明する。
【0073】
(1)まず、図12に示すように、画像形成装置200の装置本体201から用紙補給装置1を手前側に引き出す。引き出した用紙補給装置1に用紙が載置されていない場合(図13)には、回転板7が上方に上がっている状態になっているので、回転板7を下方に押し下げる。
【0074】
(2)図14に示すように、手前側の用紙ガイド3Fのロック35Fを解除した状態で、手前側の用紙ガイド3Fをスライドさせて、手前側の用紙ガイド3Fの位置を、セットする用紙サイズに合わせて設定する。この手前側の用紙ガイド3Fのスライドに伴って、奥側の用紙ガイド3Rもスライドする。具体的には、手前側の用紙ガイド3Fをスライドさせると、この手前側の用紙ガイド3Fのラックギア33Fが噛み合っているピニオンギア4が回転し、このピニオンギア4の回転により、奥側の用紙ガイド3Rのラックギア33Rが送られて奥側の用紙ガイド3Rがスライド移動する。
【0075】
(3)用紙後端板6の位置を、用紙サイズに合わせて設定する(図14)。この用紙後端板6は、手前側の用紙ガイド3F及び奥側の用紙ガイド3Rとは無関係に移動させることができる。
【0076】
(4)図15に示すように用紙をさばきやすくする。次に、図16に示すように、用紙を用紙補給装置1の給紙カセット本体2内にセットする。このとき、用紙が用紙さばき爪34F,34Rの下にくるように用紙をセットする。また、用紙束の上端が「最大高さライン」よりも下になるように、セットする用紙の量を調整する。そして、用紙がセットされた用紙補給装置1を画像形成装置200に押し込む。このようにして、用紙の補給を行うことができる。
【0077】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の用紙補給装置によれば、奥側の用紙ガイドのラックギアについて、補給装置本体に収容可能な定型サイズ用紙の規制位置に対応する特定領域のピニオンギアへの噛み合い状態を固くし、それ以外の部分の噛み合い状態を緩くしているので、用紙セット時や用紙補給装置の画像形成装置への挿入時に発生する、用紙束による衝撃が奥側の用紙ガイドに加わっても、用紙ガイドの位置ずれ(がたつき)を少なくすることができる。これにより、画像形成装置において、セットした用紙の位置ずれや、それに伴う用紙搬送のトラブルが発生することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の平面図である。
【図2】図1の実施形態の要部構造を模式的に示す図である。
【図3】本発明の実施形態の特徴部分であるラックギアの構成を模式的に示す平面図である。
【図4】同じくラックギアの構成を模式的に示す平面図である。
【図5】本発明の他の実施形態の要部構造を模式的に示す図である。
【図6】用紙ガイドの変形防止構造の一例を示す平面図(A)及び要部縦断面図(B)である。
【図7】用紙ガイドの変形防止構造の他の例を示す平面図(A)及び要部斜視図(B)である。
【図8】用紙ガイドの変形防止構造の別の例を示す平面図である。
【図9】ピニオンギアの補強構造の一例を示す斜視図である。
【図10】ピニオンギア軸の補強構造の一例を示す縦断面図である。
【図11】本発明の用紙補給装置を適用する画像形成装置の構造を示す斜視図である。
【図12】画像形成装置への用紙セットの手順説明図である。
【図13】同じく用紙セットの手順説明図である。
【図14】同じく用紙セットの手順説明図である。
【図15】同じく用紙セットの手順説明図である。
【図16】同じく用紙セットの手順説明図である。
【図17】フロントローディング式の画像形成装置に用いられる従来の給紙カセットの平面図である。
【図18】同じく給紙カセットの平面図である。
【符号の説明】
1 用紙補給装置
2 補給装置本体(給紙カセット本体)
3F 手前側の用紙ガイド
30F 台板
31F 幅ガイド板(上流側)
32F 幅ガイド板(下流側)
33F ラックギア
34F 用紙さばき爪
3R 奥側の用紙ガイド
30R 台板
31R 幅ガイド板(上流側)
31Ra 用紙受け面(上流側)
32R 幅ガイド板(下流側)
32Ra 用紙受け面(下流側)
33R ラックギア
G0 移動領域
G1 A4横規制領域
G2 B4縦規制領域
34R 用紙さばき爪
4 ピニオンギア
5 軸
6 用紙後端板
6a スリット孔
7 回転板
11 レール
12 突起(レール側)
13 突起(ラックギア側)
101 レール
102 係合部材
103 レール離脱防止部材
104 補助レール
105 ガイド溝
106 ねじれ防止部材
107 補強板
200 画像形成装置
201 装置本体
202 原稿台
203 スキャナ部
204 画像形成部
205 排紙トレイ
205 給紙部
206 カセット収容部
Claims (7)
- 装置手前側での出し入れ操作により用紙をセットするフロントローディング式の画像形成装置に装着される用紙補給装置であって、ローディング方向に沿って延びるラックギアを有し、それぞれが互いに対向するように配置された手前側の用紙ガイド及び奥側の用紙ガイドと、前記2つの用紙ガイドの各ラックギアに噛み合うピニオンギアとを備えているとともに、用紙の給紙方向がローディング方向に対して直交する用紙補給装置において、
前記2つの用紙ガイドのうち、少なくとも奥側の用紙ガイドのラックギアは、当該用紙補給装置に収容可能な定型サイズ用紙を規制する位置に対応する前記ローディング方向の特定位置の噛み合い状態が固く、それ以外の部分の噛み合い状態が緩くなるように設けられていることを特徴とする用紙補給装置。 - 装置手前側での出し入れ操作により用紙をセットするフロントローディング式の画像形成装置に装着される用紙補給装置であって、ローディング方向に沿って延びるラックギアを有し、それぞれが互いに対向するように配置された手前側の用紙ガイド及び奥側の用紙ガイドと、前記2つの用紙ガイドの各ラックギアに噛み合うピニオンギアとを備えているとともに、用紙の給紙方向がローディング方向に対して直交する用紙補給装置において、
前記2つの用紙ガイドのうち、少なくとも奥側の用紙ガイドのラックギアは、当該用紙補給装置に収容可能な複数種の定型サイズ用紙を規制する各位置に対応する前記ローディング方向の複数の特定位置の噛み合い状態が固く、それ以外の部分の噛み合い状態が緩くなるように設けられていることを特徴とする用紙補給装置。 - 装置手前側での出し入れ操作により用紙をセットするフロントローディング式の画像形成装置に装着される用紙補給装置であって、ローディング方向に沿って延びるラックギアを有し、それぞれが互いに対向するように配置された手前側の用紙ガイド及び奥側の用紙ガイドと、前記2つの用紙ガイドの各ラックギアに噛み合うピニオンギアとを備えているとともに、用紙の給紙方向がローディング方向に対して直交する用紙補給装置において、
前記2つの用紙ガイドのうち、少なくとも奥側の用紙ガイドのラックギアには、前記ローディング方向の特定位置に、当該ラックギアと前記ピニオンギアとの噛み合い状態が他の部分とは異なる領域が設けられているとともに、前記ピニオンギアの噛み合い状態が異なる領域は、ギアの転位によって形成されていることを特徴とする用紙補給装置。 - 装置手前側での出し入れ操作により用紙をセットするフロントローディング式の画像形成装置に装着される用紙補給装置であって、ローディング方向に沿って延びるラックギアを有し、それぞれが互いに対向するように配置された手前側の用紙ガイド及び奥側の用紙ガイドと、前記2つの用紙ガイドの各ラックギアに噛み合うピニオンギアとを備えているとともに、用紙の給紙方向がローディング方向に対して直交する用紙補給装置において、
前記2つの用紙ガイドのうち、少なくとも奥側の用紙ガイドのラックギアには、前記ローディング方向の所定位置に、その部分のラックギアの歯を前記ピニオンギアに向けて押圧するための突起が設けられているとともに、補給装置本体側に前記ラックギアの突起を押圧する押圧部材が設けられており、当該用紙補給装置に収容可能な1種もしくは複数種の定型サイズ用紙を規制する位置に前記用紙ガイドを配置したときに、前記ラックギアの突起に前記補給装置本体側の押圧部材が接触して、前記ラックギアの前記ピニオンギアへの噛み合い状態が固くなるように構成されていることを特徴とする用紙補給装置。 - 前記手前側の用紙ガイド及び奥側の用紙ガイドにはそれぞれ用紙さばき爪が一体的に設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の用紙補給装置。
- 前記奥側の用紙ガイドの変形を防止するための変形防止手段が設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の用紙補給装置。
- 前記ピニオンギアの上面または下面のいずれか一方の面に補強板が設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の用紙補給装置。
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