JP4944748B2 - 給紙カセット及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置本体に対して用紙搬送方向に着脱される給紙カセットとこれを備えた画像形成装置に関するものである。

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、この給紙カセットは、用紙を積載した揺動可能な底板を備えている。

ところで、給紙カセットにおいては、画像形成動作によって底板上の用紙が消費されるに従って底板がリフトアップされるが、特に用紙搬送方向に着脱される給紙カセットにおいては、底板を駆動する被動ギヤを一側に設け、該被動ギヤに噛合する本体側の駆動ギヤから駆動力を受けて底板をリフトアップさせる方式を採用したものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

又、画像形成装置本体に装着された給紙カセットの抜け止め対策として、給紙カセットの左右の側壁に係合部材を設け、各係合部材の係合凸部を装置本体側の係合凹部に係合させる方式が提案されている（特許文献３参照）。
特開２００３−２４６４６８号公報 特開２００６−３２７７０６号公報 特開２０００−０６２９７０号公報

しかしながら、画像形成装置本体に対して用紙搬送方向に着脱可能であって、底板を駆動する被動ギヤを一側に設け、該被動ギヤに噛合する本体側の駆動ギヤから駆動力を受けて底板をリフトアップさせる給紙カセットにおいて、その左右両側部にロック力が同じ抜け止め用のロック機構を設けると、ロック機構の係合と駆動伝達用ギヤの噛合の双方を同時に行う必要があり、該給紙カセットの装着操作性が悪くなるという問題があった。

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、装着操作性の高い給紙カセット及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

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対して用紙搬送方向に着脱可能であって、揺動可能な底板を駆動する被動ギヤを一側に設け、該被動ギヤに噛合する本体側の駆動ギヤから駆動力を受けて前記底板をリフトアップさせる給紙カセットにおいて、前記被動ギヤが設けられる駆動側とは反対側のみに抜け止め用のロック機構を設け、或は駆動側と反駆動側に設けられた抜け止め用のロック機構のロック力に差を設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記被動ギヤが設けられる駆動側にアース取り用の山形の線バネを設け、該線バネによってロック機構を構成し、該ロック機構のロック力を反駆動側の前記ロック機構のロック力よりも小さく設定したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の給紙カセットを画像形成装置本体に対して用紙搬送方向に着脱可能に装着して画像形成装置を構成したことを特徴とする。

本発明によれば、給紙カセットの被動ギヤが設けられる駆動側とは反対側のみに抜け止め用のロック機構を設け、或は駆動側と反駆動側に設けられた抜け止め用のロック機構のロック力に差を設けたため、従来のようにロック力が同じロック機構の係合と駆動伝達用ギヤの噛合の双方を同時に行う必要がなくなり、給紙カセットの装着操作性が高められる。

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。

［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図であり、図示のカラーレーザープリンタはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。

上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。

ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、可変速の不図示のステッピングモータによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電ローラ３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。

更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。

又、前記転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、二次転写対向ローラ８とテンションローラ９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記二次転写対向ローラ８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１０に当接可能に配置されている。又、テンションローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。

ところで、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。

又、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方にはレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１３が配置され、その下方の本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１４の近傍には、給紙カセット１４から用紙を１枚ずつ取り出すピックアップローラ１５と、取り出された用紙を搬送パスＬへと送り出すフィードローラ１６とリタードローラ１７が設けられている。

又、装置本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＬには、用紙を搬送する搬送ローラ対１８と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラ対１９が設けられている。尚、搬送パスＬの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＬ’が形成されており、この搬送パスＬ’には複数の搬送ローラ対２０が適当な間隔で設けられている。

ところで、装置本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＬは、装置本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には定着装置２２と排紙ローラ対２３が設けられている。

次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタによる画像形成動作を図１に基づいて説明する。

画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図１の矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電ローラ３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、レーザースキャナユニット１３は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。

そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって、図１の矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。

そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラ１５とフィードローラ１６及びリタードローラ１７によって搬送パスＬへと送り出された用紙がレジストローラ対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。

而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対２３によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。

［給紙カセット］
次に、本発明に係る前記給紙カセット１４の詳細を図２〜図６に基づいて説明する。

図２は本発明に係る給紙カセットの斜視図、図３は同給紙カセットの右側（駆動側）部分斜視図、図４は装置本体側の給紙カセット装着部の右側部分斜視図、図５は同給紙カセット装着部の左側部分斜視図、図６は反駆動側に設けられたロック機構による給紙カセットのロック状態を示す部分側面図である。

図２に示すように、給紙カセット１４は、上面が開放された偏平な矩形ボックス状のベースカセット２４を有しており、その内部には、支点２５を中心として上下に揺動する底板２６と、該底板２６上に積載された複数枚の用紙の左右を揃える左右一対のサイドカーソル２７と、用紙の後端を揃えるエンドカーソル２８と、前記底板２６を押し上げる不図示のリフト板と、該リフト板を駆動して前記底板２６を押し上げるリフト機構２９等が設けられている。ここで、リフト機構２９は、ベースカセット２４の右側（以後、「駆動側」と称する）に設けられており、被動ギヤ３０と該被動ギヤ３０に噛合する扇形ギヤ（不図示）を含んで構成されている。尚、図示しないが、扇形ギヤは前記リフト板を支持するリフト軸に結着されている。

又、図３に詳細に示すように、給紙カセット１４の右側（駆動側）の前記リフト機構２９の近傍には、駆動側の抜け止め用ロック機構を構成する線バネ３１が設けられている。この線バネ３１は、アース取り用のものであって、側方に向かって尖った山形を成している。

而して、給紙カセット１４は、画像形成装置本体１００に対して用紙搬送方向（図２〜図５の矢印方向）に着脱されるものであって、装置本体１００側には、図４及び図５に示すように、板金製の本体フレーム１０１によって構成される矩形凹状のカセット装着部１０２が形成されており、このカセット装着部１０２に対して給紙カセット１４が用紙搬送方向に（図示矢印方向）に着脱される。

ところで、図４に示すように、上記カセット装着部１０２を構成する本体フレーム１０１の右側（駆動側）の内面には、ガイド突起１０３とガイドレール１０４が突設されており、これらのガイド突起１０３とガイドレール１０４の間には係合凹部１０５が形成されている。この係合凹部１０５には、給紙カセット１４がカセット装着部１０２に装着されると、該給紙カセット１４の右側（駆動側）に設けられた駆動側ロック機構としての前記線バネ３１が係合し、これによって給紙カセット１４を装置本体１００側に固定するロック力が働き、このロック力によって給紙カセット１４の抜けが防がれる。

他方、図５に示すように、カセット装着部１０２を構成する本体フレーム１０１の左側（反駆動側）の内面には、抜け止め用の反駆動側ロック機構３２が設けられている。この反駆動側ロック機構３２は、中間部が軸３３によって本体フレーム１０１に回動可能に支持されたロック部材３４を備えており、このロック部材３５の両端は、本体フレーム１０１に形成された円弧状のガイド孔１０１ａ，１０１ｂに嵌合している。従って、ロック部材３４は、その両端がガイド孔１０１ａ，１０１ｂ内で移動可能な角度範囲で軸３３を中心として回動可能であって、不図示のトーションバネ等の付勢手段によって図５の矢印方向に付勢されており、図５に示すようにカセット装着部１０２に給紙カセット１４が装着されていない状態では、ロック部材３４は、その一端がガイド孔１０１ａの端部に係合して略水平状態を保持して静止している。

又、ロック部材３４の一端（給紙カセット１４の装着方向手前側）には、下方に向かって尖った山形の係合突起３４Ａが一体に突設されている。

而して、給紙カセット１４を装置本体１００側のカセット装着部１０２への装着に際して、該給紙カセット１４を図６の矢印方向に移動させると、給紙カセット１４の斜面１４ａが反駆動側ロック機構３２のロック部材３４の係合突起３４Ａの斜面３４ａに係合してロック部材３４を付勢手段の付勢力に抗して軸３３を中心として図６の反時計方向に回動させる。このロック部材３４の回動によって給紙カセット１４の矢印方向の移動が許容されるが、該給紙カセット１４の凸部１４Ａが図６に示すようにロック部材３４の係合突起３４Ａを乗り越えた時点でロック部材３４が付勢手段の付勢力によって図６の時計方向に回動し、その係合突起３４Ａが図示のように給紙カセット１４の凸部１４Ａに係合する。これによって給紙カセット１４を装置本体１００側に固定するロック力が働き、このロック力によって給紙カセット１４の抜けが防がれるが、このロック力は、線バネ３１で構成される駆動側ロック機構のロック力よりも大きく設定されている。

而して、上述のように給紙カセット１４が装置本体１００側のカセット装着部１０２に装着されると、該給紙カセット１４のリフト機構２９の一部を構成する被動ギヤ３０が装置本体１００側の不図示の駆動ギヤに噛合する。そして、画像形成動作によって給紙カセット１４の底板２６上に積載された用紙が消費されると、装置本体１００側に設けられた不図示の駆動モータからの駆動力が駆動ギヤを経て給紙カセット１４側の被動ギヤ３０に伝達され、該被動ギヤ３０とこれに噛合する不図示の扇形ギヤ及びリフト駆動軸が回転駆動される。すると、不図示のリフト板が駆動され、該リフト板が底板２６を支点２５を中心として上方へ揺動させて押し上げるため、該底板２６上に積載された用紙が図１に示すピックアップローラ１５に押し当てられ、この結果、連続した給紙が可能となる。

以上のように、本実施の形態では、給紙カセット１４の駆動側ロック機構（線バネ３１）と反駆動側ロック機構３２のロック力に差を設け、駆動側ロック機構（線バネ３１）のロック力を反駆動側ロック機構３２のロック力よりも小さく設定したため、従来のようにロック力が同じロック機構の係合と駆動伝達用ギヤの噛合の双方を同時に行う必要がなくなり、給紙カセット１４の装着操作性が高められる。

尚、本実施の形態では、駆動側にもロック力の小さなロック機構を設けたが、反駆動側のみにロック機構を設けても同様の効果が得られる。

又、以上は本発明をカラーレーザープリンタとこれに着脱される給紙カセットに適用した形態について説明したが、本発明は、単色のモノクロ画像形成装置とこれに着脱される給紙カセットに対しても同様に適用可能であり、更にプリンタ以外の複写機やファクシミリ装置等に対しても適用可能である。

本発明に係るカラーレーザープリンタの断面図である。 本発明に係る給紙カセットの斜視図である。 本発明に係る給紙カセットの右側（駆動側）部分斜視図である。 装置本体側の給紙カセット装着部の右側部分斜視図である。 装置本体側の給紙カセット装着部の左側部分斜視図である。 本発明に係る給紙カセットの反駆動側に設けられたロック機構によるロック状態を示す部分側面図である。

符号の説明

１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム
３ａ〜３ｄ 帯電ローラ
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ａ〜５ｄ 転写ローラ
６ａ〜６ｄ ドラムクリーニング装置
７ 中間転写ベルト
８ 二次転写対向ローラ
９ テンションローラ
１０ 二次転写ローラ
１１ ベルトクリーニング装置
１２ａ〜１２ｄ トナーコンテナ
１３ レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
１４ 給紙カセット
１４Ａ 給紙カセットの凸部
１４ａ 給紙カセットの斜面
１５ ピックアップローラ
１６ フィードローラ
１７ リタードローラ
１８ 搬送ローラ対
１９ レジストローラ対
２０ 搬送ローラ対
２１ 排紙トレイ
２２ 定着装置
２３ 排紙ローラ対
２４ ベースカセット
２５ 底板の支点
２６ 底板
２７ サイドカーソル
２８ エンドカーソル
２９ リフト機構
３０ 被動ギヤ
３１ 線バネ（駆動側ロック機構）
３２ 反駆動側ロック機構
３３ ロック部材の軸
３４ ロック部材
３４Ａ ロック部材の係合突起
３４ａ 係合突起の斜面
１００ 画像形成装置本体
１０１ 本体フレーム
１０１ａ 本体フレームのガイド孔
１０１ｂ 本体フレームのガイド孔
１０２ カセット装着部
１０３ ガイド突起
１０４ ガイドレール
１０５ 係合凹部
Ｌ，Ｌ’ 搬送パス

Claims (3)

1. 画像形成装置本体に対して用紙搬送方向に着脱可能であって、揺動可能な底板を駆動する被動ギヤを一側に設け、該被動ギヤに噛合する本体側の駆動ギヤから駆動力を受けて前記底板をリフトアップさせる給紙カセットにおいて、
   前記被動ギヤが設けられる駆動側とは反対側のみに抜け止め用のロック機構を設け、或は駆動側と反駆動側に設けられた抜け止め用のロック機構のロック力に差を設けたことを特徴とする給紙カセット。
2. 前記被動ギヤが設けられる駆動側にアース取り用の山形の線バネを設け、該線バネによってロック機構を構成し、該ロック機構のロック力を反駆動側の前記ロック機構のロック力よりも小さく設定したことを特徴とする請求項１記載の給紙カセット。
3. 請求項１又は２記載の給紙カセットを画像形成装置本体に対して用紙搬送方向に着脱可能に装着して成ることを特徴とする画像形成装置。
   

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