JPH115633A - 用紙供給装置及びこの用紙供給装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給紙トレイの底板を降下させる際に、その降
下速度を適切に制御して衝突音や底板の変形、あるいは
用紙のバタツキを防止できると共に、構成が簡単で、か
つ安価な制動機構を備えた用紙供給装置を提供する。 【解決手段】 給紙トレイ１を画像形成装置から引き出
すことにより底板２を降下させ、上記底板２上に用紙を
補給した後、上記底板２を給紙位置まで上昇させること
により用紙を画像形成装置に給紙可能とする用紙供給装
置において、上記画像形成装置の駆動軸に係合して駆動
される用紙供給装置の従動軸３と、同従動軸３に設けら
れたギヤ１１と、同ギヤ１１に噛み合わされ、上記底板
２の降下に伴う上記従動軸３の回転に対して制動負荷ト
ルクを付与する複数枚の制動ギヤ１２、１３、１４から
なるギヤトレーン制動機構９とを備えてなる用紙供給装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給紙トレイを画像
形成装置から引き出して用紙を補給する際に、用紙を載
置する底板が降下することにより用紙が補給可能とな
り、用紙を補給した後、底板を給紙位置まで上昇させる
ことにより用紙を画像形成装置に給紙可能とする用紙供
給装置及びこの用紙供給装置を備えた画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】給紙トレイを画像形成装置から引き出し
て用紙を補給する際に、用紙を載置する底板が降下する
ことで、用紙が補給可能となるタイプの用紙供給装置の
うち、特に用紙を１０００枚以上収納可能な大容量の用
紙供給装置においては、底板上に多量の用紙が載置され
ているときに、給紙トレイが引き出されると、その重さ
によって底板の降下速度が速くなり、それに起因して騒
音や底板の用紙供給装置下部への衝突による変形、ある
いは用紙供給装置内での用紙のバタツキ等の問題が発生
する。

【０００３】そこで、上記した問題に対応するため、大
容量の用紙供給装置においては、給紙トレイの底板が降
下する際にブレーキをかけ、底板の降下速度を制御する
ようにしたものが多く提案されている。例えば、特開平
６−１５６７５４号公報には、一定位置までは底板が自
重で降下し、そこから最下部まで降下する際に一定の負
荷トルクを与えるようにし、底板が上昇するときに無負
荷となす一方向ダンパ機構を設けたものが、また、特開
平６−１５６７５４号公報には、コイルスプリングを用
い、底板が降下するときにコイルスプリングが捩じられ
て従動軸にブレーキをかけ、底板が上昇するときにコイ
ルスプリングが緩められて無負荷となすブレーキ機構を
設けたものが開示されている。

【０００４】更には、図６に示すように、底板２１に連
結されているワイヤ２２を巻き上げるプーリ２３を設け
た従動軸２４にギヤ２５を設け、同ギヤ２５と噛み合う
ギヤ２６と同軸にフライホィール２７を設けることによ
り、底板が降下開始するときの降下速度を低下させるよ
うにしたものや、図７に示すように、従動軸２４にワン
ウェイクラッチ付きギヤ２８を設け、同ギヤ２８と噛み
合うギヤ２９と同軸に遠心ブレーキ３０を設けることに
より、底板の降下速度が速くなったとき、遠心ブレーキ
３０の作用で減速するようにしたもの等が提案されてい
る。

【０００５】しかしながら、特開平６−１５６７５４号
公報に開示された一方向ダンパ機構を設けたものは、一
方向ダンパ機構自体が特殊な機構であるため、コスト高
となることは避けられず、また、特開平６−１５６７５
４号公報に開示されたコイルスプリングを用いたもの
は、降下時に底板はコイルスプリングとの釣り合いとな
るため、用紙を補給する際に底板が上下して補給しずら
い問題を有している。

【０００６】一方、図６に示したフライホィール２７を
設けたものは、大容量の用紙供給装置になると、底板の
降下距離が大きくなるため、フライホィール２７の慣性
によって最下部位置で停止できずに、再び巻き上げてし
まう問題があり、図７に示した遠心ブレーキ３０を設け
たものは、遠心ブレーキ３０が非常に高価でコストアッ
プの要因となる問題を有している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、特に
大容量の用紙供給装置に適用でき、給紙トレイの底板を
降下させる際に、その降下速度を適切に制御して衝突音
や底板の変形、あるいは用紙のバタツキを防止すること
ができ、しかも所定の降下位置で底板を安定させること
によって、用紙の補給作業を容易に行わせることができ
る用紙供給装置を提供することにある。本発明のもう一
つの課題は、給紙トレイの底板の降下速度を適切に制御
することができる構成が簡単で、かつ安価に製作するこ
とができる制動機構を備えた用紙供給装置を提供するこ
とにある。本発明の更なる課題は、給紙トレイの降下速
度を適切に制御できる大容量の用紙供給装置を備えた画
像形成装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、本発明に係る用紙供給装置は、給紙トレイを画像
形成装置から引き出すことにより底板を降下させ、上記
底板上に用紙を補給した後、上記底板を給紙位置まで上
昇させることにより用紙を画像形成装置に給紙可能とす
る用紙供給装置において、上記画像形成装置の駆動軸に
係合して駆動される用紙供給装置の従動軸と、同従動軸
に設けられたギヤと、同ギヤに噛み合わされ、上記底板
の降下に伴う上記従動軸の回転に対して制動負荷トルク
を付与する複数枚の制動ギヤからなるギヤトレーン制動
機構とを備えてなることを特徴とするもので、底板の降
下時に、ギヤトレーン制動機構の制動ギヤ間の噛み込み
による摺動抵抗の増加によって、従動軸に制動負荷トル
クを付与し、底板の降下速度を調節することができ、逆
に底板の上昇時には、制動ギヤ間の噛み込みを緩和して
摺動抵抗を減少させることにより制動負荷トルクを解除
し、無負荷状態として底板を上昇させることができる。

【０００９】また、本発明に係る用紙供給装置は、上記
した用紙供給装置において、上記ギヤトレーン制動機構
を、少なくとも３段の制動ギヤを組み合わせると共に、
２段目の制動ギヤと３段目の制動ギヤ間に、上記底板の
降下時にのみ両制動ギヤの噛み込みを増加させる手段を
組み込んで構成してなることを特徴とするもので、底板
の降下時にのみ２段目と３段目の制動ギヤ間の噛み込み
を増加させる手段を有しているため、３段の制動ギヤの
組み合わせからなる簡単な構成のギヤトレーン制動機構
によって、ブレーキと一方向クラッチの２つの機能を持
たせることができる。

【００１０】更に、本発明に係る用紙供給装置は、上記
した用紙供給装置において、上記噛み込み増加手段を、
上記２段目の制動ギヤを支持すると共に、上記１段目の
制動ギヤの回転中心を軸心に揺動可能なリンク機構にて
構成してなることを特徴とするもので、２段目の制動ギ
ヤを支持するリンク機構を揺動可能となし、底板降下時
に制動ギヤ噛み込み方向に、また底板上昇時に反対方向
に揺動させることによって、上記の２つの機能を容易に
実現させることができる。

【００１１】更にまた、本発明に係る用紙供給装置は、
上記した用紙供給装置において、上記リンク機構の揺動
規制手段を、上記底板の上記給紙位置への上昇時に上記
リンク機構が揺動して当接するストッパーにて構成して
なることを特徴とするもので、２段目の制動ギヤと３段
目のギヤの噛み合いが完全に離れない位置でリンク機構
の揺動を停止することができる。

【００１２】そして更に、本発明に係る画像形成装置
は、給紙トレイを引き出すことにより底板を降下させ、
上記底板上に用紙を補給した後、上記底板を給紙位置ま
で上昇させることにより給紙を可能とする用紙供給装置
を備えた画像形成装置において、上記画像形成装置の駆
動軸に係合して駆動される用紙供給装置の従動軸と、同
従動軸に設けられたギヤと、同ギヤに噛み合わされ、上
記底板の降下に伴う上記従動軸の回転に対して制動負荷
トルクを付与する複数枚の制動ギヤからなるギヤトレー
ン制動機構と、上記用紙供給装置により給紙された用紙
に画像を形成する画像形成手段とを備えてなることを特
徴とするもので、構成が簡単で、かつ安価に製作できる
制動機構を備えることで、画像形成装置に多数枚の用紙
の補給作業を容易に行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図１
乃至図５に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態
に係る用紙供給装置の主要部の構成を示す平面図、図２
はその側面図、図３はそのギヤトレーン制動機構の構成
を示す平面図、図４はその側面図である。

【００１４】図中において、１は画像形成装置に適用さ
れる大容量用紙供給装置の給紙トレイであり、同給紙ト
レイ１は内部に昇降自在に設けられた底板２を備え、こ
の底板２上に大量の用紙を載置して給紙できるようにな
っている。３は用紙供給装置の一側に回転自在に設けら
れた従動軸であり、この従動軸３の両端部にはそれぞれ
巻き上げプーリー４が取り付けられると共に、このプー
リー４に一端が連結されたワイヤ５の他端をプーリー
６、７を介して底板２に連結することによって、底板２
を昇降できるよう構成している。

【００１５】従動軸３の一端部には図示省略のモータで
駆動されるカップリングの溝と係脱するピン８が設けら
れ、給紙トレイ１を画像形成装置にセットしたとき、ピ
ン８がカップリングの溝に係合し、モータの駆動によっ
て底板２が所定の給紙位置に上昇され、画像形成装置に
用紙を供給できるようになっている。一方、給紙トレイ
１を画像形成装置から引き出したとき、ピン８がカップ
リングの溝から離脱されることにより、従動軸３が回転
フリーの状態となるため、底板２は自身の重さ及び載置
されている用紙の重さによって、自由降下できるように
なっている。

【００１６】この底板２の降下時における降下速度を調
節するためのギヤトレーン制動機構９が、従動軸３の他
端部側に設けられている。ギヤトレーン制動機構９は、
給紙トレイ１の端部にブラケット１０を介して取り付け
られると共に、従動軸３の他端部に設けられたギヤ１１
に噛み合わされ、底板２の降下に伴う従動軸３の回転に
対して制動負荷トルクを付与する、複数枚の制動ギヤ１
２、１３、１４からなるギヤトレーンによって構成され
る。

【００１７】ギヤトレーン制動機構９を構成する１段目
と３段目の制動ギヤ１２、１４は、ブラケット１０に立
設されたスタッド１５、１６に各々回転自在に設けら
れ、また２段目の制動ギヤ１３は１段目の制動ギヤ１２
の回転中心となるスタッド１５に揺動自在に設けられた
リンク機構１７の他端に回転自在に支持され、これら各
制動ギヤ１２、１３、１４を噛み合わせることによっ
て、３段のギヤトレーンからなるギヤトレーン制動機構
９を構成している。

【００１８】このギヤトレーン制動機構９の１段目の制
動ギヤ１２を従動軸３に設けられたギヤ１１に噛み合わ
せることによって、従動軸３にギヤトレーン制動機構９
の制動負荷を付与し、従動軸３を介して底板２の降下時
における降下速度を調節できるようにしている。なお、
ブラケット１０にはリンク機構１７の揺動範囲を規制す
るストッパー１８が設けられており、２段目の制動ギヤ
１３と３段目の制動ギヤ１４の噛み合いが完全に離れな
い位置でリンク機構１７の揺動を停止できるようにして
いる。

【００１９】しかして、上記した実施形態によると、用
紙供給装置の給紙トレイ１が画像形成装置から引き出さ
れたとき、ピン８がカップリングの溝から離脱されるた
め、従動軸３は回転フリーの状態となる。このため、底
板２は自身及び底板２上に載置されている用紙の重量に
より降下し始め、底板２に連結されているワイヤ５が引
っ張られて巻き上げプーリー４を回転し、従動軸３を回
転させる。

【００２０】従動軸３の回転は、その一端に設けられて
いるギヤ１１を介してギヤトレーン制動機構９の１段目
の制動ギヤ１２に伝達され、ギヤトレーン制動機構９を
作動させる。１段目の制動ギヤ１２が底板２の降下によ
って図４の矢印イ方向に回転されると、２段目の制動ギ
ヤ１３及び３段目の制動ギヤ１４はそれぞれ矢印ロ及び
ハ方向に回転する。

【００２１】更に、１段目の制動ギヤ１２の矢印イ方向
への回転によって、リンク機構１７はスタッド１５を中
心に矢印Ｓ方向への揺動力を受け、２段目の制動ギヤ１
３を３段目の制動ギヤ１４に噛み込ませる方向へ移動さ
せる。これによって、２段目の制動ギヤ１３は３段目の
制動ギヤ１４に回転力を伝達すると共に、３段目の制動
ギヤ１４に対して噛み込むことになる。

【００２２】３段目の制動ギヤ１４は、２段目の制動ギ
ヤ１３に噛み合って回転駆動されるが、その軸穴とスタ
ッド１６間に回転に対する摺動抵抗を有しているため、
この摺動抵抗によるトルクリアクションによって矢印Ｓ
方向の力が加わり、２段目の制動ギヤ１３は３段目の制
動ギヤ１４に更に噛み込むことになり、底板２の降下に
よる従動軸３の回転に対して制動負荷トルクを発生す
る。

【００２３】２段目の制動ギヤ１３に噛み込まれた３段
目の制動ギヤ１４は更に摺動抵抗が増加し、この増加し
た摺動抵抗に対するトルクリアクションによって、２段
目の制動ギヤ１３は３段目の制動ギヤ１４に対して一層
噛み込むことになるため、摺動抵抗はより一層増加す
る。

【００２４】この２段目の制動ギヤ１３の３段目の制動
ギヤ１４に対する噛み込みの繰り返しは、上記した摺動
抵抗が１段目の制動ギヤ１２と３段目の制動ギヤ１４の
配置と、リンク機構１７の長さにより設定される２段目
の制動ギヤ１３と３段目の制動ギヤ１４との接触角度と
によって決まる、所定の摺動抵抗値に達したときに一定
となり、この摺動抵抗が用紙の補給時における底板２の
降下に際して制動負荷トルクを作用させ、底板２の降下
速度を減速しながら、騒音の発生や急激な衝突による底
板２の変形、用紙のバタツキ等を防止し、底板２を用紙
の補給位置に安定的に降下させる。

【００２５】なお、底板２の上昇に対しては、各制動ギ
ヤ１２、１３、１４の回転は逆方向となり、リンク機構
１７は矢印Ｔ方向の力を受けてストッパー１８に当たる
まで揺動される。これによって、３段目の制動ギヤ１４
に対する２段目の制動ギヤ１３の噛み込みが緩和され、
上記した摺動抵抗を殆ど発生させない状態とし、従動軸
３の回転に対する制動負荷トルクを解除することができ
るため、底板２をスムーズに給紙位置へ上昇させること
ができる。

【００２６】このように、複数枚の制動ギヤを組み合わ
せてなる簡素な構成のギヤトレーン制動機構９に、ブレ
ーキと一方向クラッチの２つの機能を持たせることによ
り、底板２の降下開始時には小さな制動負荷トルクを発
生し、除々に制動負荷トルクを大きくしながら底板２の
降下速度を調節して、底板２を用紙の補給位置へ降下さ
せることができるため、急激な衝突による騒音の発生や
底板２の変形、用紙のバタツキ等のない、大容量用紙供
給装置に適した、構成が簡単で、かつ安価に製作できる
制動機構を備えた用紙供給装置を提供することができ
る。

【００２７】図５は本発明の実施形態に係る用紙供給装
置を備えた画像形成装置の主要部の概略構成を示す側面
図である。図中において、１９は本発明の実施形態の用
紙供給装置を備えた画像形成装置であり、同画像形成装
置１９は内部に給紙トレイ１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１
ｄ、１ｅを備え、これら各給紙トレイ１乃至１ｅから供
給された用紙に画像を形成するための画像形成手段であ
る画像形成部２０を備えるように構成している。給紙ト
レイ１は、例えば、使用頻度の高いＡ４サイズの用紙を
１０００枚乃至２０００枚収納し、多数枚の複写に対応
して用紙を画像形成部２０に供給できるように構成して
おり、給紙トレイ１ａ乃至１ｄはＢ５乃至Ａ３サイズの
各種の用紙をサイズ別、用途別に分けて５００枚程度収
納し、用紙サイズ別、用途別の複写に対応できるように
構成しており、更に、給紙トレイ１ｅはＡ４乃至Ａ２サ
イズの用紙を５００枚程度収納し、大きいサイズの複写
に対応できるように構成している。

【００２８】これらの給紙トレイ１乃至１ｅは、用紙が
複写に使用されて用紙枚数が減少して、用紙の補給が必
要になったときに画像形成装置１９から引き出されて用
紙を補給する。そのとき、給紙トレイ１ａ乃至１ｅは画
像形成装置１９の正面から給紙トレイ１ａ乃至１ｅを引
き出す。給紙トレイ１ａ乃至１ｅは用紙の残りの枚数が
少なくなっており、引き出された給紙トレイ１ａ乃至１
ｅの底板は自重により自由降下する。給紙トレイ１への
用紙の補給は、画像形成装置１９の正面扉を開いて画像
形成装置１９内から給紙トレイ１を引き出して用紙を補
給することになる。このとき、給紙トレイ１に数百枚程
度の多数の用紙が残っていたとしても、底板２はギヤト
レーン制動機構９により、降下時における降下速度が調
節され、騒音の発生や急激な衝突による底板２の変形、
用紙のバタツキ等を防止し、底板２を用紙の補給位置に
安定的に降下させる。

【００２９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る用
紙供給装置によると、ギヤトレーン制動機構の制動ギヤ
間の噛み込みによる摺動抵抗の増加によって、従動軸に
除々に大きくなる制動負荷トルクを付与し、底板の降下
速度を調節しながら底板を降下させることができるた
め、給紙トレイの底板を降下させる際に、その降下速度
を適切に制御して衝突音や底板の変形、あるいは用紙の
バタツキ等を防止することができると共に、所定の降下
位置で底板を安定させることができるため、用紙の補給
作業を容易に行わせることができる。

【００３０】また、複数枚の制動ギヤを組み合わせたギ
ヤトレーン制動機構のため、高価な一方向ダンパ機構や
遠心ブレーキ機構を用いた従来の制動機構に比べ、底板
の降下速度を適切に制御することができる構成が簡単
で、かつ安価に製作できる制動機構とすることにある。
更に、底板上昇時にリンク機構の揺動を規制するストッ
パーにより、制動ギヤの噛み合いが完全に離れない位置
でリンク機構の揺動を停止することができる。

【００３１】更にまた、本発明に係る用紙供給装置を備
えた画像形成装置によると、使用頻度の高い用紙用の大
容量給紙トレイに底板の降下速度を調節するギヤトレー
ン制動機構を設け、使用頻度の高くない給紙トレイと分
けて給紙することにより、用紙の補給時に、衝突音や底
板の変形、あるいは用紙のバタツキ等のない、多数枚の
用紙の補給作業を容易に行うことができる画像形成装置
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る用紙供給装置の主要
部の構成を示す平面図である。

【図２】 本発明の実施形態に係る用紙供給装置の主要
部の構成を示す側面図である。

【図３】 本発明の実施形態に係る用紙供給装置のギヤ
トレーン制動機構の構成を示す平面図である。

【図４】 本発明の実施形態に係る用紙供給装置のギヤ
トレーン制動機構の構成を示す側面図である。

【図５】 本発明の実施形態に係る用紙供給装置を備え
た画像形成装置の主要部の概略構成を示す側面図であ
る。

【図６】 従来の用紙供給装置の制動機構の一例を示す
構成図である。

【図７】 従来の用紙供給装置の制動機構の他の例を示
す構成図である。

【符号の説明】

１…給紙トレイ、２…底板、３…従動軸、９…ギヤトレ
ーン制動機構、１１…ギヤ、１２…１段目の制動ギヤ、
１３…２段目の制動ギヤ、１４…３段目の制動ギヤ、１
７…リンク機構、１９…画像形成装置、２０…画像形成
部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給紙トレイを画像形成装置から引き出す
   ことにより底板を降下させ、上記底板上に用紙を補給し
   た後、上記底板を給紙位置まで上昇させることにより用
   紙を画像形成装置に給紙可能とする用紙供給装置におい
   て、 上記画像形成装置の駆動軸に係合して駆動される用紙供
   給装置の従動軸と、同従動軸に設けられたギヤと、同ギ
   ヤに噛み合わされ、上記底板の降下に伴う上記従動軸の
   回転に対して制動負荷トルクを付与する複数枚の制動ギ
   ヤからなるギヤトレーン制動機構とを備えてなることを
   特徴とする用紙供給装置。
2. 【請求項２】 上記ギヤトレーン制動機構を、少なくと
   も３段の制動ギヤを組み合わせると共に、２段目の制動
   ギヤと３段目の制動ギヤ間に、上記底板の降下時にのみ
   両制動ギヤの噛み込みを増加させる手段を組み込んで構
   成してなることを特徴とする請求項１記載の用紙供給装
   置。
3. 【請求項３】 上記噛み込み増加手段を、上記２段目の
   制動ギヤを支持すると共に、上記１段目の制動ギヤの回
   転中心を軸心に揺動可能なリンク機構にて構成してなる
   ことを特徴とする請求項２記載の用紙供給装置。
4. 【請求項４】 上記リンク機構の揺動規制手段を、上記
   底板の上記給紙位置への上昇時に上記リンク機構が揺動
   して当接するストッパーにて構成してなることを特徴と
   する請求項３記載の用紙供給装置。
5. 【請求項５】 給紙トレイを引き出すことにより底板を
   降下させ、上記底板上に用紙を補給した後、上記底板を
   給紙位置まで上昇させることにより給紙を可能とする用
   紙供給装置を備えた画像形成装置において、 上記画像形成装置の駆動軸に係合して駆動される用紙供
   給装置の従動軸と、同従動軸に設けられたギヤと、同ギ
   ヤに噛み合わされ、上記底板の降下に伴う上記従動軸の
   回転に対して制動負荷トルクを付与する複数枚の制動ギ
   ヤからなるギヤトレーン制動機構と、上記用紙供給装置
   により給紙された用紙に画像を形成する画像形成手段と
   を備えてなることを特徴とする用紙供給装置を備えた画
   像形成装置。