JP6003202B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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しかし、例えば、一般家庭で使用するような場合には、設置スペースにそれほど余裕がないため、画像形成装置を縦置きにして使用できれば便利である。
そこで、画像形成装置において給紙トレイを着脱可能に構成にして、ユーザーが、画像形成装置の設置姿勢を変更するのに伴い、給紙トレイの装着位置も変更する方法が考えられるが、ユーザーに煩雑な操作を強いるため、ユーザーフレンドリー性が低下するといった問題が生じ得る。
(1)第1の実施形態
以下、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の一例であるモノクロのプリンターの構成を説明するための概略断面図である。
プリンター1は、直方体状の筐体2を有しており、この筐体2の面2aを下向きにして給紙トレイ21が水平に近い状態で設置する姿勢(以下、「横置き姿勢」という。)と、この面2aに直交すると共に、面2aよりも面積が小さい面2bを下向きにして設置する姿勢(以下、「縦置き姿勢」という。)との間で択一的に設置可能な構成となっており、図1では、横置き姿勢の状態を示している。
プリンター1は、矢印Aで示す方向に回転駆動される円筒状の感光体ドラム12を有している。
この感光体ドラム12の周囲には、電子写真方式によってトナー画像を記録シート上に形成するための帯電器14、光学部15、現像器16、転写ローラー17が、感光体ドラム12の回転方向(同図の反時計回り)に沿って、この順番で配置されている。
これにより、光学部15からは画像データに応じたレーザー光LBが感光体ドラム12の表面に照射される。
感光体ドラム12の下方には、給紙部20が設けられている。この給紙部20は、用紙、OHPシートなどの複数枚の記録シートSを積載状態で収容する給紙トレイ21とピックアップローラー25などからなる。
そして、トレイ本体22は、不図示のカム機構などによって、支軸22aを中心にして矢印B方向(上下方向)に揺動する昇降板22bと、フレーム22dとを有している。
ここで、フレーム22dが、支軸21aを介して筐体2に揺動自在に軸支されており、これにより、給紙トレイ21が揺動自在となっている。
昇降板22bが上昇して、記録シートSの先端が持ち上げられると、回転中のピックアップローラー25と当接して、給紙トレイ21上の最上位の記録シートが繰り出されて、感光体ドラム12に向けて搬送経路26に送り出される。
矢印C方向に回転する転写ローラー17が、感光体ドラム12の周面に圧接した状態で配されており、これにより転写ニップ27が形成される。搬送経路26を通過した記録シートSは、転写ニップ27内に搬送される。
トナー像が記録シートSに転写された後の感光体ドラム12の表面は、不図示のクリーニングブレードなどによってクリーニングされる。
定着部30は、並行配置された定着ローラー31および加圧ローラー32を有しており、定着ローラー31と加圧ローラー32間で定着ニップが形成される。
また、定着ローラー31は、ハロゲンヒーター33を内蔵しており、これにより定着ローラー31が加熱される。
なお、排紙トレイ41の下流側には、着脱式の延長トレイ41aが装着されており、記録シートSが大サイズであっても、先端が垂れ下がらないようになっている。
第1の実施形態におけるプリンター1では、設置姿勢に応じて、給紙トレイ21が揺動して、筐体2に対する傾きが変更される構成となっている。
以下、給紙トレイ21の構成について説明する。
給紙トレイ21は、図1に示すように、上述したように、トレイ本体22と、メイントレイ23と、延長トレイ24などからなる。
給紙トレイ21における記録シートSの載置面は、図1に示すように、トレイ本体22の昇降板22bの上面22cと、複数のリブ23bの上縁部23cと、延長トレイ24の上面24bとから構成されている。
また、延長トレイ24はメイントレイ23に、メイントレイ23はトレイ本体22に、それぞれ支軸24aおよび23aを介して連結されている。
また、プリンター1には、給紙トレイ21の揺動範囲を規制する規制部材11が設けられている。この規制部材11については後述する。
画像形成用の記録シートSは、この一対のガイド板22eにより、幅方向(搬送方向と直交する方向)の両端部が揃えられると共に、搬送方向へと案内されるようになっている。
その場合、給紙トレイ21における記録シートSの載置面は、トレイ本体22の昇降板22bの上面22cと、延長トレイ24において上面24bとは反対側の裏面24cになる。
これにより、プリンター1の収納スペースをさらに節約することができる。
なお、図2(a)および(b)は、図を見やすくするため、規制部材11の図示を省略している。
フレーム22dを軸支する支軸21aには、ねじりコイルばね28が外挿されている。
このねじりコイルばね28の一方の端部は、フレーム22dに固定されており、他方の端部は筐体2に設けられた固定部材2cにより固定されている。
ねじりコイルばね28は、その復元力が、フレーム22dを筐体2に対し、支軸21aを中心に、図3における反時計回りに揺動する向きに作用するように設定されている。
また、トレイ本体22と筐体2との間には、上述したように、給紙トレイ21の揺動範囲を規制する規制部材11が設けられている。
つまり、アーム部11aおよび11bが、図1に示すように、「く」の字の状態から、図3に示すように、さらに、「く」の字の開き角度が拡大して、支軸11c、11dおよび11eが一直線状になる手前の状態で、アーム部11aの縁部が、アーム部11bにおいて縁部が直角に折り曲げられた折曲部11fに当接することにより、それ以上フレーム22dが反時計方向に揺動できなくなって、給紙トレイ21が、筐体2の面2aの外方へと開くように揺動する揺動動作が停止する。
なお、上述のように規制部材11は、縦置き姿勢において、支軸11c、11dおよび11eが一直線状となる手前で「く」の字の開き動作が停止しているため、プリンター1を縦置き姿勢から横置き姿勢に変更するのに伴い、給紙トレイ21が上方に押し上げられたときに、自然にアーム部11aおよび11bが屈曲して、給紙トレイ21を筐体2の面2aに近づく方向へと揺動させることができる。
これにより、鉛直方向から少し傾いたやや上向きの載置面が形成されるため、排紙された記録シートSを積載していくことができる。なお、延長トレイ41aを、縦置きの際にも使用できるような形状に設計しておけば、別途延長トレイ42を備える必要がなくなり、備品のコストを低減することができる。
また、横置き姿勢のときには、被設置面Gが突起部22fに自然に当接し、前記付勢力に抗して給紙トレイ21を上方に押し上げるため、フレーム22dが筐体2の内部に隠れる位置まで後退する。これにより、給紙トレイ21が略水平に保たれる。
(2)第2の実施形態
(2−1)画像形成装置の構成
以下、本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンターについて、図面を参照しながら説明する。
以下では、共通の構成部分には第1の実施形態と同じ符号を付して、その説明は省略し、相違する点を中心に説明する。
なお、図4(a)は、プリンター100が横置き姿勢で設置された状態を示しており、筐体2における紙面手前側の側面部分の図示を省略したものである。
揺動機構120は、上述したフレーム22dと、ロッド121および122と、段付きボルト123a〜123eなどからなる。
また、ロッド121は、端部121dが筐体2の面2bに設けられた貫通孔2dから外方に突出するように構成されている。
なお、段付きボルト123bならびに後述の段付きボルト123c〜123eは、段付きボルト123aと同一の構造となっている。
ロッド122は、板状であって、長手方向に沿って長穴122aが設けられており、これに段付きボルト123cおよび123dが挿通されると共に、筐体2の内側(図示省略)に螺合されることにより、鉛直方向にスライド自在に支持されている。
段付きボルト123eは、この長穴122bに挿通された状態で、フレーム22dに螺合している。
さらに、ロッド121およびロッド122は、一方の端部が水平面に対して、それぞれ角度θ1[°]および角度θ2[°]で傾斜した傾斜面121cおよび傾斜面122dを有しており、これら傾斜面同士が互いに摺接する構成となっている。
なお、傾斜面121cおよび122dは、互いが摺接したときの摩擦力が小さくなるように、表面に低摩擦シートなどを貼付したり、ロッド121およびロッド122自体を摺動性に富んだ材料を用いたりすることが望ましい。
これに伴い、ロッド122は、傾斜面121cによって、傾斜面122dが上方へと押し上げられようとするが、水平方向の移動しか許容されておらず、また、傾斜面121cから紙面左方向への力を受けるため、K方向へと移動する。
この移動動作によって、段付きボルト123eを介してロッド122に係合するフレーム22dは、支軸21aを軸にL方向に揺動して、給紙トレイ21が筐体2の外側に開いた状態になる。
このように、ロッド121およびロッド122ならびにこれらをスライド自在に支持する段付きボルト123a〜123eとで、ロッド121の筐体2の内部への進入動作を給紙トレイ21の揺動動作に変換する動作方向変換機構として機能する。
(3)第3の実施形態
(3−1)画像形成装置の構成
以下、本発明の第3の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンターについて、図面を参照しながら説明する。
図6は、第3の実施形態に係るプリンター200が横置き姿勢で設置された状態の構成を示す部分概略断面図であり、また、図7は、プリンター200が縦置き姿勢で設置された状態を示す部分概略断面図である。
揺動駆動機構220は、同図に示すように、給紙トレイ駆動部230と、これの回転軸の先端部に設けられたねじ歯車230aと、フレーム222dに設けられたはす歯歯車222eなどからなる。ここで、ねじ歯車230aとはす歯歯車222eは、ウォームギヤ231を形成している。
給紙トレイ駆動部230は、ステッピングモーターなどの回転量を制御可能なモーターである。
上記構成において、第3の実施形態に係るプリンター200は、給紙トレイ駆動部230が駆動されると、その駆動力がねじ歯車230aからはす歯歯車222eに駆動力が伝達され、フレーム222dが支軸21aを中心に揺動する構成となっている。
図8は、プリンター200における制御部50の構成と、これの制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。
同図に示すように、制御部50は、姿勢検出部51から出力された信号を受信すると共に、画像プロセス部10、給紙部20および定着部30との間で信号の入出力を行いつつこれらを制御する。
制御部50は、主な構成要素として、CPU150、通信インターフェース(I/F)部151、RAM152、ROM153、EEPROM154を備えている。
通信I/F部151は、LANカード、LANボードといったLANに接続するためのインターフェースである。
ROM(Read Only Memory)153には、プリントの実行に関連する制御を行うための制御プログラムなどが格納されている。
EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)154は、不揮発性のメモリーであって、CPU150のデータ保存エリアとなる。
ここで、トレイ姿勢情報は、給紙トレイ21のトレイ本体22が、図6に示すように、筐体2の面2aの内側に収容される姿勢(以下、「第1の姿勢」という。)と、図7に示すように、筐体2の面2aよりも外方に開く姿勢(以下、「第2の姿勢」という。)のうちのいずれの姿勢であるのかを示すフラグである。
さらに、CPU150は、設置姿勢を変更したときに、給紙トレイ21の載置面が、鉛直方向における上方側を向くように、給紙トレイ21の筐体2に対する相対的な角度を変更する以下のような給紙トレイ姿勢制御を実施する。
以下、第3の実施形態に係る、制御部50において実行される給紙トレイ姿勢制御について、図9のフローチャートに基づき説明する。
CPU150は、主電源がONされると給紙トレイ姿勢制御を開始する。
CPU150は、先ず、姿勢検出部51から検出結果を取得すると共に(ステップS11)、EEPROM154に格納されているトレイ姿勢情報を取得する(ステップS12)。
もしも、縦置きでなければ、給紙トレイ21が第1の姿勢となっているかどうかを判定し、トレイ姿勢情報が示す姿勢が、第1の姿勢となっていれば(ステップS14:YES)、電源をOFFする指示が受け付けられたか否かを判定する(ステップS17)。
上述のように、電源がOFFされるのに先んじて、給紙トレイ21を筐体2の面2aの内側に収容される第1の姿勢としているのは、以下のような理由による。
このステップS17からステップS11への移行は、CPU150の負荷の増大を避けるため、例えば、3[sec]の時間をおいて実行される。
また、ステップS14において、トレイ姿勢情報が示す姿勢が第1の姿勢となっていない場合には、CPU150は、給紙トレイ駆動部230を回転駆動させて、給紙トレイ21を第1の姿勢に変更し(ステップS15)、EEPROM154に格納されているトレイ姿勢情報の内容を第1の姿勢に書き換えて(ステップS16)、上述の電源OFFの指示が受け付けられたか否かを判定するステップS17に移行する。
また、第1の姿勢となっていれば(ステップS19:YES)、CPU150は、給紙トレイ駆動部230を回転駆動させて、給紙トレイ21を第2の姿勢に変更し(ステップS20)、EEPROM154に格納されているトレイ姿勢情報の内容を第2の姿勢に書き換えて(ステップS21)、上述の電源OFFの指示が受け付けられた否かを判定するステップS17以降を実施する。
そして、上記所定時間は、給紙トレイ21を第1姿勢から第2の姿勢に変更するのに十分な時間に設定されている。
以上のように、第3の実施形態では、プリンター200の設置姿勢が変更されると、制御部50は、姿勢検出部51を介して、プリンター200の現在における設置姿勢を取得し、当該設置姿勢に応じて、給紙トレイ駆動部230を回転駆動させ、給紙トレイ21の記録シートの載置面が、鉛直方向における上方側を向くように、給紙トレイ21の姿勢を変更する。
仮に、ステップS13において、横置き姿勢か否かを判定した場合、筐体2を少し傾けることにより横置き姿勢でなくなった途端に、上述のステップS20において、給紙トレイ21の姿勢が第1の姿勢から第2の姿勢に変更される。
このような不具合が発生するのを避けるため、縦置き姿勢が確認されるまでは、給紙トレイ21を第1の姿勢に維持することが望ましい。
このように、第3の実施形態では、ユーザーがプリンター200の設置姿勢を変更するのに伴い、給紙トレイ21の載置面が鉛直方向における上方側を向くように、給紙トレイ21の姿勢が制御されるので、ユーザーは、煩雑な操作を行うことがなく、給紙トレイ21に記録シートSを載置することができるため、ユーザーフレンドリー性を高めることが可能となる。
<変形例>
本発明は、上述のような実施形態に限られるものではなく、次のような変形例も実施することができる。
(2)第2の実施形態では、ロッド121およびロッド122の係合部における傾斜面の角度θ1[°]とθ2[°]の値が、いずれも略45[°]としたが、これに限られない。
(3)第3の実施形態では、トレイ姿勢情報は、第1の姿勢および第2の姿勢のうちのいずれの姿勢であるのかを示すフラグであるとしたが、これに限らない。
制御部50は、給紙トレイ駆動部230に対して、これを正回転および逆回転させるために駆動パルスを出力しており、1駆動パルスあたりの回転量(角度)は決まっている。
ここで、制御部50は、給紙トレイ21が第1の姿勢になっているとき(図6参照)を基準として、正回転駆動のために駆動パルスを1回出力する毎に、初期値を0とするカウント値を1ずつインクリメントし、また、逆回転駆動のために駆動パルスを1回出力する毎に、上記カウント値を1ずつデクリメントして、当該カウント値が更新される毎に、更新されたカウント値をEEPROM154に格納するものとする。
また、このようにすれば、たとえ停電が発生して電力の供給が急に遮断された状態となっても、CPU150が、電力復帰時にEEPROM154からカウント値を取得することにより、速やかに現在における給紙トレイ21の傾斜角度を把握することができ、より確実に給紙トレイ姿勢制御を実行することができる。
例えば、プリンター200の操作パネル(不図示)あるいは他の適当な手動スイッチを受付手段として、ユーザーから設置姿勢の指定を受け付けてもよく、また、設置姿勢を検出する手段として上記のプッシュボタンなどのほか、傾きセンサーや加速度センサーなどを用いて重力加速度の作用する方向を検出することにより、プリンターの設置姿勢を検出してもよい。
(6)また、上記実施形態は、電子写真方式で画像を形成する画像形成装置(プリンター)を例に説明したが、本発明に係る画像形成装置は、電子写真方式のみならず、例えば、インクジェット方式の画像形成装置にも適用することができる。
2 筐体
2a、2b、22c、24b、24c 面
2d 貫通孔
17 転写ローラー
20 給紙部
21 給紙トレイ
22 トレイ本体
22b 昇降板
22d フレーム
22e ガイド板
22f 突起部
23 メイントレイ
23a、24a 支軸
24 延長トレイ
29 捌きパッド
50 制御部
51 姿勢検出部
120 揺動機構
121、122 ロッド
121a、122a、122b 長穴
121c、122d 傾斜面
123a〜123e 段付きボルト
220 揺動駆動機構
222d フレーム
222e はす歯歯車
230 給紙トレイ駆動部
230a ねじ歯車
Claims (2)
- 装置が横置き姿勢で設置された場合と、縦置き姿勢で設置された場合のいずれの場合でも画像形成が可能な画像形成装置であって、
画像形成に供される記録シートが積載される給紙トレイと、
装置の設置姿勢に応じて、給紙トレイにおける記録シートの載置面が鉛直方向における上方側を向くように、装置本体に対する前記給紙トレイの姿勢を自動的に切り換える切換手段と、を備え、
前記給紙トレイは、装置本体に揺動自在に軸支されており、
前記切換手段は、
横置き姿勢のときに給紙トレイの姿勢を第1の姿勢に保ち、
縦置き姿勢にしたときに、前記第1の姿勢よりも外側に開いた第2の姿勢に揺動切換する構成であり、
前記切換手段は、
第1の姿勢から第2の姿勢に変更させる方向へと前記給紙トレイを付勢する付勢手段と、
横置き姿勢のときに、装置が設置される水平な被設置面と当接し、前記給紙トレイを前記付勢手段による付勢力に抗して第1の姿勢に維持させる当接部材と、
を有し、
装置が横置き姿勢から縦置き姿勢に変更されると、前記当接部材と前記被設置面との当接状態が解除されて、付勢手段の付勢力により給紙トレイが第2の姿勢に揺動して切換えられる
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記給紙トレイに積載された最上位の記録シートの上面に当接して、当該記録シートを給紙トレイから繰り出すためのピックアップローラーを備え、
前記ピックアップローラーは、前記給紙トレイと一体的に揺動するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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