JP2002046895A

JP2002046895A - 画像形成装置

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Publication number: JP2002046895A
Application number: JP2000286585A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kitazawa; 沢修北
Original assignee: Toshiba Tec Corp
Current assignee: Toshiba Tec Corp
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2002-02-12
Anticipated expiration: 2020-09-21
Also published as: JP3597125B2; US6330423B1

Abstract

(57)【要約】【課題】操作者が操作パネル上で用紙の種類を選択す
る等の簡単な操作を行うことにより、手差し給紙口にお
ける給紙機構条件を最適化することが可能な画像形成装
置を提供する。【解決手段】手差し給紙部において、拡大する用紙種
類（特に坪量）への対応能力が限界に近づきつつある。
本発明では、即ち、望ましくは本体へ格納することが可
能な手差し給紙トレイが、本体に対するその位置及び角
度を、操作者からの外部入力に応じて自動的に変えるこ
とで、給紙機構条件が変わる。これにより、幅広い用紙
種類に対して安定した給紙搬送が可能となり、かつ装置
面積を増加させることなく、省スペースかつ低コストを
実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機等の画像形成装置では、カセ
ット式の自動給紙部の他に、手差し給紙部が設けられて
いる場合が多い。通常、手差し給紙部は、自動給紙トレ
イの仕様から外れた種類の用紙を、臨時的に本体側に給
紙搬送するために設けられている。このような手差し給
紙部に対する基本的な位置付けは、現在も変わっていな
い。

【０００３】しかしながら、近年の手差し給紙部に対す
る要求は益々拡大している。幅広い種類の用紙（特に、
坪量）に対応するばかりでなく、自動給紙部と同様に、
手差し給紙部においても複数枚の用紙を連続的に給紙で
きることが要求されている。

【０００４】これらの要求に対し、従来は、手差し給紙
部の基本的な構成要素である、用紙を取り込むための用
紙取り込みローラ、取り込んだ用紙を本体側に給紙する
給紙ローラ、用紙を停止させるブレーキパッド等のそれ
ぞれの配置、材質、形状、押圧力、あるいは用紙積載ト
レイの配置、角度、ガイドの角度等の調整により、対処
してきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような、
用紙取り込みロ一ラ、給紙ローラ、ブレーキパッド、用
紙積載トレイ等のそれぞれの構成要素の調整では、幅広
い種類の用紙に対応するには限界があった。

【０００６】主な問題としては、例えば、（１）用紙間の摩擦係数が高い紙を確実に分離して給紙
するためには、分離機構の手前において、傾斜の付いた
分離用ガイドを設ける等、プレ分離機能が必要である。
しかし、厚紙の給紙性能を考慮すると、用紙を搬送する
ときの紙搬送部のガイド形状は、限りなく直線に近づけ
る必要がある。このように、相反する問題が存在し、両
者の要求を満たす適当な角度をとることが困難であっ
た。

【０００７】（２）厚さ等の条件が異なると、摩擦係数
及び給紙性能がそれぞれに異なる。このような複数種類
の用紙を的確に分離し給紙することが困難であった。

【０００８】また、従来の装置には、カセット式の自動
給紙部と同様に、手差し給紙部にも用紙の枚数や坪量に
応じて昇降することができる、昇降機能付きのトレイを
具備したものも存在する。この方式によれば、用紙の枚
数や坪量の変化にかかわらず、用紙の姿勢を常に安定し
た状態に維持することができる。

【０００９】しかし、手差し給紙部の機構が、自動給紙
部と同様に複雑化し大型化する。このため、装置全体の
スペースユーティリティを追求すると、不利なものとな
る。

【００１０】本発明は上記事情に鑑み、小型化が可能な
簡易な機構で、種類の異なる用紙に対しても確実に分離
して本体側に給紙することが可能な画像形成装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、手差し給紙トレイを有し、前記手差し給紙トレイの
支点位置及び角度が、外部入力によって変化する。

【００１２】また、本発明の画像形成装置は、手差しに
て供給される用紙が載置される手差し給紙トレイを有
し、前記手差し給紙トレイに載置された用紙の種別に応
じて、前記手差し給紙トレイの装置本体に対する取り付
け位置を調整する。

【００１３】前記手差し給紙トレイは、用紙を収納する
トレイと、前記トレイにおける搬送方向先端の両端部に
設けられ、第１の回転支持点を中心として少なくとも１
部の外周領域にギヤが形成された一対の支点部材と、前
記第１の回転支持点に沿って設けられ、前記支点部材か
らそれぞれ両端へ向かって突出した一対の突起を有する
支持軸と、本体側に固定されており、前記支点部材のギ
ヤと噛み合うラックと、前記突起が挿入される一方向に
長い長穴とを有する一対のラックガイドと、前記長穴に
挿入され両端へそれぞれ突出した前記突起と遊びを持っ
て係合した状態で、第２の回転支持点を中心に回転する
一対のレバーギヤと、前記レバーギヤを回転駆動する駆
動源とを備え、前記外部入力を与えられると、前記駆動
源が前記レバーギヤを前記第２の回転支持点を中心に回
転駆動し、前記レバーギヤが前記第２の回転支持点を中
心として、係合した前記突起を駆動させ、前記突起が本
体側に固定された前記ラックガイドの前記長穴を摺動し
ながら移動することで、前記支点部材が前記第１の回転
支持点を中心に回転しつつ前記第１の回転支持点の位置
が移動し、これにより、前記手差し給紙トレイの前記支
点位置及び角度が変化するように構成してもよい。

【００１４】上記画像形成装置によれば、用紙の種類に
応じて、手差し給紙トレイの支点位置及び角度を、外部
入力によって変化させることにより、幅広い用紙の種類
に対応することができる。

【００１５】また、手差し給紙トレイに関し、従来のよ
うに昇降機能を付けると、機構が複雑化し大型化する。
しかし、本発明では、手差し給紙トレイ自体が、その支
点位置及び角度を変える簡易な構成により、用紙の種類
に対応した最適な条件で給紙することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１７】図１に、本発明を適用することが可能な画
像形成装置を正面から見た縦断面を示す。ここで、装置
の正面側の定義は、装置本体側の操作パネルが設置され
ている側とし、その反対側は背面側とする。

【００１８】まず、手差し給紙部の給紙動作について説
明する。図１において、手差し給紙部に設けられた手差
し給紙トレイ１は、通常は画像形成装置の本体側に格納
されており、ウイングレスの状態になっている。よっ
て、操作者が手差し給紙を行う場合には、図２において
矢印Ａの方向に手差し給紙トレイ１を回動させながら、
所定の姿勢になるまで開く。

【００１９】次に、コピーを行うベく、用紙を手差し給
紙トレイ１上に載せる。用紙検知スイッチ２が用紙の存
在を検知すると給紙作動スイッチがオンする。これによ
り、用紙を取り込むピックアップローラ３と、給紙ロー
ラ４とが回動する。

【００２０】これと同時、若しくはわずかに遅れたタイ
ミングで、ピックアップローラ３が給紙ローラ４を中心
として円弧を描きつつ、手差し給紙トレイ１上の位置ま
で下降し、給紙動作を開始する。

【００２１】用紙が給紙されて本体側へ取り込まれてい
くと、用紙の先端が整位ローラ前スイッチ１０１をオン
させる。このスイッチ１０１がオンした時点から、所定
の時間間隔をあけて、ピックアップローラ３と給紙ロー
ラ４とが回転を停止する。用紙先端が整位ローラ５のニ
ップに突き当たりつつ、わずかに用紙が後押しされると
整位し、ピックアップローラ３及び給紙ローラ４が動作
を停止する。手差し給紙部の給紙動作に関与する役割
は、ここまでである。

【００２２】次に、手差し給紙トレイ１が、用紙の種類
に応じて支持軸１０２の高さ位置と、トレイの角度を変
える動作について、図３を参照して説明する。本実施の
形態では、一例として、手差し給紙トレイが２種類の用
紙に対応して２通りの位置及び角度に変化する場合を想
定している。用紙種類が更に増加して３通り以上手差し
給紙トレイの支点位置（支持軸１０２の位置）及び角度
を変える必要が生じた場合においても、当業者によれ
ば、本実施の形態に基づいて容易に本発明を適用するこ
とができる。

【００２３】図３において、実線で示された手差し給紙
トレイ１の支点位置及び角度は、普通紙から比較的薄手
の厚紙（坪量で、例えば約１４０ｇ／ｍ2以下）を連続
給紙する時の状態であり、この状態をディフォルト状態
とする。

【００２４】このディフォルト状態において対処可能な
用紙よりも、厚紙（坪量で、例えば約１４１ｇ／ｍ2以
上）等のコシの強い紙を給紙すべく、操作パネル等にお
いて厚紙モードを選択するとする。これにより、図３に
おいて点線で示されたように、手差し給紙トレイ１が上
昇動作及び回動動作を同時に行って、支持軸１０２の高
さ位置と角度が変化し、厚紙給紙状態になる。

【００２５】このことは、厚紙を給紙搬送する時は、手
差し給紙トレイ１の支点位置が高く、角度は用紙の後端
を持ち上げるベく傾斜角が大きい方が望ましく、逆に、
普通紙から比較的薄い厚紙を給紙する時は、手差し給紙
トレイ１の支点位置が低く、角度は水平に近く緩やかに
傾いている方が好ましいことが実験結果よりわかってい
ることに基づく。

【００２６】このように、手差し給紙トレイ１自体が昇
降及び回動することで、普通紙の連続給紙を行う場合
は、手差し給紙トレイ１の傾きを緩やかとし、その支点
位置は用紙を分離する機構の手前に設けられた、傾斜し
た板を有するガイド部６（図２、図３参照のこと）によ
る紙のさばき作用を生かす。

【００２７】また、厚紙等のコシの強い紙の一枚給紙を
行う場合には、ピックアップローラ３の搬送力に加担す
べく、手差し給紙トレイ１の傾きを大きくし、かつ手差
し給紙トレイ１の支点位置も上昇させることで、分離機
構に向かって直線的に搬送することで、搬送負荷を軽減
する。

【００２８】このような手差し給紙トレイ１の支持軸１
０２の位置及び角度を変化させるための具体的な機構に
ついて、図４、図５及び図６を参照して説明する。ここ
で、図４（ａ）及び図４（ｂ）は手差し給紙トレイ１の
駆動機構部を背面から視た縦断面図であって、図４
（ａ）がディフォルト状態、図４（ｂ）が厚紙給紙状態
を示す。図５が図４（ｂ）におけるＬ−Ｌ線に沿う縦断
面を示した断面図、図６が図４（ａ）におけるＴ−Ｔ線
に沿う横断面であって、手差し給紙トレイの支持軸１０
２周りの構造を示した詳細図である。

【００２９】手差し給紙トレイ１は、図６で矢印Ｃで示
された手差し方向の先端部において、左右の両端にそれ
ぞれ支点部材６及び７が取り付けられている。図４
（ａ）及び図４（ｂ）では、視認性を高めるために、手
差し給紙トレイ１と支点部材６、７とは、一体に描かれ
ている。

【００３０】この図４（ａ）及び図４（ｂ）に示された
ように、支点部材６、７は、手差し給紙トレイ１が矢印
Ｂの方向に回動するときの回転中心（支持軸１０２の回
転中心）を基準として設けられ、相互に左右対称の形状
を有する部品である。

【００３１】支点部材６、７は、支持軸１０２の回転中
心と一致する、軸受け用に設けられた穴を回転中心とし
て、それぞれの前部にはギヤ６Ｇ、７Ｇが形成されてい
る。さらに、図７（ａ）、図７（ｂ）に示されたよう
に、支点部材６、７には軸受け用の穴を中心として扇形
の穴１０３が設けられており、この扇形穴１０３には、
手差し給紙トレイ１の先端部の左右両端に設けられ、支
持軸１０２を回転中心とする扇形突起１０４が遊びを持
った状態で嵌合する。

【００３２】この扇形突起１０４は、手差し給紙トレイ
１を本体側に格納する時には、図７Ｂに示されたよう
に、支点部材６、７の扇形穴１０３の上部よりの位置に
存在する。

【００３３】この状態は、手差し給紙トレイ１の可動範
囲においては、時計回り（矢印Ｄの方向）に回転する場
合の終点となる。ここでは、手差し給紙トレイ１を本体
内に格納した場合のストッパ手段は示していないが、必
要に応じて設けることができる。また、扇形突起１０４
は、支点部材６、７の扇形の穴１０３に対して時計回り
方向（矢印Ｄの方向）において遊びを有している。この
ような支点部材６、７が手差しトレイ１と別部品として
設けられていることにより、画像形成装置の本体内に格
納することができる。

【００３４】また、扇形突起１０４は、手差し給紙トレ
イ１がディフォルト状態にある時には、図７（ａ）に示
されたように、支点部材６、７の扇形穴１０３の下側に
位置し、かつ扇形穴１０３と扇形突起１０４とがＸ線上
において突き当たり、手差し給紙トレイ１が停止するこ
とで、ストッパとして機能する。

【００３５】本実施の形態における手差し給紙トレイ１
の可動範囲は、扇形穴１０３と扇形突起１０４とが常に
突き当たった状態、即ち手差し給紙トレイ１と支点部材
６、７とが一体となった状態を維持し続ける範囲内であ
るものとする。

【００３６】図４（ａ）、図４（ｂ）、図６にそれぞれ
示されたように、手差し給紙トレイ１の支持軸１０２
は、ラックガイド１７、１８における一方向（図中、上
下方向）に長い長穴１７Ｈ、１８Ｈを貫通し、さらに本
体側に固定されたフレーム１５、１６の穴１５Ｈ、１６
Ｈを貫通し、最終的にレバーギヤ８、９に設けられた、
蟹のハサミ状の形状を有する狭持部材１０７、１０８の
切り欠き部に遊びを持って支持された状態にある。

【００３７】以下に、手差し給紙トレイ１、ラックガイ
ド１７、１８、フレーム１５、１６、レバーギヤ８、９
の相互関係について説明する。

【００３８】ラックガイド１７、１８は、フレーム１
５、１６にそれぞれ固定されており、上述のように一方
向に長い穴１７Ｈ、１８Ｈが形成されている。この長穴
１７Ｈ、１８Ｈは、上下方向に長く、一水平方向には支
持軸１０２の直径より遊びを含めた分だけ大きい大きさ
を有する。これにより、手差し給紙トレイ１の支持軸１
０２を水平方向に遊びを持った状態である程度拘束する
ことで、手差し給紙トレイ１の水平方向の動作を規制し
つつ、上下方向に滑らかに移動することができる。ま
た、ラックガイド１７、１８の上下方向の一側面には、
支点部材６、７のギヤ６Ｇ、７Ｇとそれぞれ噛み合うラ
ック１７Ｇ、１８Ｇが一体に形成されている。

【００３９】手差し給紙トレイ１の支持軸６Ｇ、７Ｇが
貫通するフレーム１５、１６の穴１５Ｈ、１６Ｈの寸法
は、ラックガイド１７、１８の長穴１７Ｈ、１８Ｈより
も大きく設定されており、手差し給紙トレイ１の支持軸
１０２に対して遊びが存在する。

【００４０】レバーギヤ８、９は、レバーギヤ９に設け
られた遮光板９Ａ及び９Ｂと、ギヤ部９Ｇとを除いて、
左右対称の形状を有する。レバーギヤ８、９は、その回
転軸が、フレーム１５、１６に精度良く嵌合した軸受け
部材１１０、１１１にて支持されており、回動可能なレ
バーシャフト１０に一体に固定されている。

【００４１】レバーギヤ９の遮光板９Ａは、図４（ａ）
のように、手差し給紙トレイ１が普通紙を給紙している
状態（ディフォルト状態）のとき、図示されていない発
光手段からの光を遮光し、光学式センサ１４が光を受光
することができない。また、図４（ｂ）に示されたよ
に、厚紙給紙状態の時には、遮光板９Ｂが遮光し、やは
り光学式センサ１４は光を受光できない。図４（ａ）の
デフォルト状態と図４（ｂ）の厚紙給紙状態との間は、
遮光板９Ａ及び９Ｂの間を光が通過し、遮光されること
なく光学式センサ１４が受光する。

【００４２】一方のレバーギヤ９のギヤ部９Ｇは、手差
し給紙部における動力源に相当するモータ１３に固定さ
れたピニオンギヤ１１２と噛み合っている。

【００４３】次に、上記機構における動作について、図
４（ａ）、図４（ｂ）を参照して説明する。操作者が厚
紙のコピーをとるべく、後述する操作パネルに入力を行
う等によって、装置外部から指示を入力する。これによ
り、モータ１３に固定されたピニオンギヤ１１２が反時
計回り方向（矢印Ｅ方向）に駆動を開始する。

【００４４】その駆動力により、レバーギヤ９が時計回
り方向（矢印Ｆ方向）に回転する。レバーギヤ９の遮光
板９Ｂが光学式センサ１４への光を遮光する位置（図４
（ｂ）の位置）まで回転すると、モータ１３が動作を停
止する。この位置まで、レバーギヤ８、９が回転する
と、それぞれの狭持部１０７、１０８における切り欠き
部において支持軸１０２が支持されている手差し給紙ト
レイ１が、ラックガイド１７、１８の長穴１７Ｈ、１８
Ｈに沿って垂直方向に上昇する。同時に、支点部材６、
７のギヤ６Ｇ、７Ｇと、ラックガイド１７、１８のラッ
ク１７Ｇ、１８Ｇとが噛み合って回動し、手差し給紙ト
レイ１の支点高さ及び角度が変化する。

【００４５】逆に、操作者が普通紙のコピーを取るべ
く、操作パネルにおいてその旨の指示を入力すると、モ
ータ１３が、厚紙のコピーをとる場合とは逆に時計回り
方向に駆動することで、手差し給紙トレイ１がデフォル
トの位置へ戻る。レバーギヤ９の遮光板９Ａが光学式セ
ンサ１４を遮蔽して受光を妨げた時点（図４（ａ）に示
された位置）でモータ１３が停止する。これにより、手
差し給紙トレイ１の支点位置及び角度がデフォルト状態
に戻る。

【００４６】このように、本実施の形態によれば、安価
で、装置面積の増大を招くことなく小型化が可能な簡易
な機構で、種類の異なる用紙に対しても確実に分離して
本体側に給紙することが可能である。

【００４７】ここで、用紙の種類を選択する操作である
が、次のように行ってもよい。例えば、図８に示された
ように、普通紙用スイッチ１２１、Ａ３ワイド用スイッ
チ１２２、ＯＨＰフィルム用スイッチ１２３、厚紙用ス
イッチ１２４（９１〜１０５ｇ／ｍ２）、厚紙用スイッ
チ１２５（１０６〜１４１ｇ／ｍ２）、厚紙用スイッチ
１２６（１４１〜２０９ｇ／ｍ２）等の各種スイッチが
配置された操作パネルにおいて、用紙の坪量に対応した
いずれかのスイッチを選択する。

【００４８】このように、操作者が操作パネルにおい
て、用紙の種類を選択する簡単な操作を行うことによっ
て、自動的に手差し給紙トレイの支点位置及び角度を切
り換えて、複数種類の用紙に対してそれぞれ最適な給紙
搬送経路を実現することができる。

【００４９】上述した実施の形態は一例であって、本発
明を限定するものではない。例えば、図１〜図７に示さ
れた機構、あるいは図８に示された操作パネルは一例で
あり、請求の範囲を逸脱しない範囲内において、様々な
変形が可能である。また、用紙の種類を選択するための
外部入力は、操作パネルにおける操作者の入力に限ら
ず、手動により与えられてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用が可能な画像形成装置の正面から
視た縦断面を示した断面図。

【図２】本発明の一実施の形態による画像形成装置を手
差し給紙部の構成を示した縦断面図。

【図３】同手差し給紙部における手差し給紙トレイの高
さ位置及び角度の変化を示した縦断面図。

【図４】図４（ａ）は、ディフォルト状態における、手
差し給紙トレイの駆動機構部を背面側から視た縦断面を
示した断面図、図４（ｂ）は、厚紙給紙状態における手
差し給紙トレイの駆動機構部を背面側から視た縦断面
図。

【図５】図４ＢにおけるＬ−Ｌ線に沿う縦断面を示す断
面図。

【図６】図４（ａ）におけるＴ−Ｔ線に沿う横断面を示
す断面図であって、手差し給紙トレイの支点部の構造を
示した詳細図。

【図７】図７（ａ）は、手差し給紙トレイを本体側から
引き出して給紙可能な状態に設定したときの縦断面構造
を示した断面図、図７（ｂ）は手差し給紙トレイを本体
側に収納したときの縦断面構造を示した断面図。

【図８】本発明を適用することが可能な操作パネルにお
ける各ボタンの配置の一例を示した平面図。

【符号の説明】

１手差し給紙トレイ２用紙検知スイッチ３ピックアップローラ４給紙ローラ５整位ローラ６、７支点部材６Ｇ、７Ｇギヤ８、９レバーギヤ９Ａ、９Ｂ遮光板９Ｇギヤ部１０レバーシャフト１３モータ１４光学式センサ１５、１６フレーム１５Ｈ、１６Ｈ穴１７、１８ラックガイド１７Ｈ、１８Ｈ長穴１７Ｇ、１８Ｇラック１０１整位ローラ前スイッチ１０２支持軸１０３穴１０４扇形突起１０７、１０８狭持部材１１０、１１１軸受け部材１１２ピニオンギヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】手差し給紙トレイを有する画像形成装置に
おいて、前記手差し給紙トレイの支点位置及び角度が、外部入力
によって変化する画像形成装置。
【請求項２】手差しにて給紙される用紙が載置される手
差し給紙トレイを有する画像形成装置において、前記手差し給紙トレイに載置された用紙の種別に応じ
て、前記手差し給紙トレイの装置本体に対する取り付け
位置を調整する画像形成装置。
【請求項３】前記手差し給紙トレイは、用紙を収納するトレイと、前記トレイにおける搬送方向先端の両端部に設けられ、
第１の回転支持点を中心として少なくとも１部の外周領
域にギヤが形成された一対の支点部材と、前記第１の回転支持点に沿って設けられ、前記支点部材
からそれぞれ両端へ向かって突出した一対の突起を有す
る支持軸と、本体側に固定されており、前記支点部材のギヤと噛み合
うラックと、前記突起が挿入される一方向に長い長穴と
を有する一対のラックガイドと、前記長穴に挿入され両端へそれぞれ突出した前記突起と
遊びを持って係合した状態で、第２の回転支持点を中心
に回転する一対のレバーギヤと、前記レバーギヤを回転駆動する駆動源とを備え、前記外部入力を与えられると、前記駆動源が前記レバー
ギヤを前記第２の回転支持点を中心に回転駆動し、前記
レバーギヤが前記第２の回転支持点を中心として、係合
した前記突起を駆動させ、前記突起が本体側に固定され
た前記ラックガイドの前記長穴を摺動しながら移動する
ことで、前記支点部材が前記第１の回転支持点を中心に
回転しつつ前記第１の回転支持点の位置が移動し、これ
により、前記手差し給紙トレイの前記支点位置及び角度
が変化する、請求項１又は２記載の画像形成装置。