JP2006264923A - 給紙装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速の給紙装置において、記録シートの重送を防止するとともに、給紙ローラが分離パッドに接触する際における異音の発生を抑制する。
【解決手段】 ほぼ半月形状の給紙ローラ３の外周面に記録シートとの摩擦係数の大きい搬送部３ｃと摩擦係数の少ないスリップ部３ｂとを設けるとともに、このスリップ部３ｂ及び給紙ローラ３に押圧され記録シートを一枚ずつ分離する分離パッド５に丸い突起状の凹凸パターンを不規則に施すことによって、記録シートの重送を防止し、給紙ロール３と分離パッド５が接触するときに発生する異音を低減する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置において用いられ、画像が形成されるシート状の記録媒体を１枚ずつ分離しながら供給する給紙装置に関する。

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に使用されている給紙装置では、摩擦係数の大きい部材からなるほぼ半月状の給紙ローラを用いるものが、広く知られている。この給紙ローラは、円形断面の一部の円弧部分が切り欠かかれた、いわゆる半月状となっており、この回転により給紙トレイに積載されている記録シートから、順次一枚ずつを引き出して下流側に設けられた搬送ローラに送り込むものとなっている。また、この給紙ローラには分離パッドが押圧され、給紙ローラと分離パッドとの間を通過する記録シートに重送が生じそうになったとき、つまり複数の記録シートが重なった状態で搬送されそうになったときには、分離パッドと記録シートとの摩擦力により、背面側の記録シートの搬送を抑え、重送を防止するものとなっている。

特許文献１及び特許文献２には、上記のような給紙装置を改良する発明が開示されている。
特許文献１に記載されている装置は、ほぼ半月状の給紙ローラと同じ支持軸上に、給紙ローラよりも径が小さい補助ローラを併設して、予め記録シートをこの補助ローラに接触させておくものである。給紙ローラの周面は一部が切り欠かれており、切り欠かれた部分が記録シートと対向しているときと、周面が対向しているときとで、記録シートとの相対的な位置が大きく変動する。このため、負荷が大きく変動するとともに円滑に記録シートを供給することが難しくなる。このような課題を解決するために、上記補助ローラによって記録シートの位置の変動を少なくし、給紙ローラを安定した状態で駆動しようとするものである。

一方、特許文献２に記載の発明は、ほぼ半円状となった給紙ローラの外周面に、記録シートとの間の摩擦係数が大きくなった搬送部を設けるともに、その回転方向の上流側の一部に摩擦係数が小さいスリップ部を設けるものである。このスリップ部は、搬送部よりわずかに径が小さく、補助ローラの径よりは大きく設定されるものである。

この発明は、特許文献１に記載されているように補助ローラを用いても、記録シートの重送が生じることがあり、この点について改良を施したものである。つまり、補助ローラと給紙ローラとの径の差により、給紙ローラの周面が記録シートに接触して送り出すときに、分離パッドを押圧する圧力が急変し、分離パッドと給紙ローラとの間に隙間が生じて、重送を生じるおそれがある。これに対し、上記のようにスリップ部を設けることにより、給紙ローラが回転駆動されたときにまずスリップ部が記録シートに当接され、記録シートが直ちには搬送されないようにしたものである。そして、給紙ローラがさらに回転して、回転の状態が安定した状態で搬送部が記録シートと接触し、記録シートの搬送が開始される。これにより、記録シートは円滑に給紙ローラと分離パッドとの間に送り込まれ、複数枚の記録シートが重なっていると、背面側が分離パッドに押圧されて一枚ずつ分離され、給紙トレイからの搬送が止められる。したがって、記録シートの重送が有効に低減されるものである。
特開平１１−２９２３１８ 特開２００２−８７６０８

しかしながら、特許文献２に記載の装置では、スリップ部は記録シートと接触しても搬送しないものとなっているので、記録シートとの間で摺擦されるとともに、分離パッドとも直接に接触して摺擦される。分離パッドは記録シートとの摩擦が大きくなるように材料の選択及び表面処理がなされており、給紙ローラのスリップ部と高速で摺擦されると異音を発生することがある。一般に、給紙ローラのスリップ部と分離パッドとが直接に摺擦されても異音等の発生はないが、画像形成装置のプロセス速度が大きくなり、これにともなって給紙ローラの回転速度が大きくなると異音の発生が問題になる。

本願発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速の給紙装置においても、記録シートの重送を有効に防止するとともに、給紙ローラと分離パッドが接触する部分での異音の発生を抑制することができる給紙装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 ほぼ半月形状の給紙ローラと、
該給紙ローラに圧接される分離パッドと、 前記給紙ローラの軸線方向の側部に配設された補助ローラとを有し、 記録媒体を１枚ずつ分離しながら給紙する給紙装置であって、 前記給紙ローラの外周面には、記録媒体との摩擦係数の大きい搬送部と該搬送部の回転方向における上流側に形成された記録媒体との摩擦係数の小さいスリップ部とを有し、 前記スリップ部は、その半径が前記搬送部の半径よりも小さく、かつ前記補助ローラの半径よりも大きく設定され、外周面に凹凸が施されている給紙装置を提供する。

この給紙装置では、給紙ローラの一部が切り欠かれた周面の、回転方向における上流側に、記録シートとの摩擦が小さいスリップ部が設けられているので、給紙ローラが回転を始めて記録シートと接触しても直ちには搬送が開始されず、スリップ部が記録シート及び分離パッドと摺擦される。そして、給紙ローラの周面上における回転方向下流側に設けられた搬送部が記録シートと接触すると、この搬送部は摩擦が大きくなるように形成されているので、記録シートを給紙トレイから送り出し、搬送が開始される。このとき、すでにスリップ部が記録シート及び分離パッドに摺擦されて給紙ローラの回転が安定した状態となっているので、給紙ローラによって分離パッドに作用する衝撃が低減され、記録シートの重送が有効に防止される。また、給紙ローラのスリップ部は、分離パッドと直接に摺擦されることになるが、スリップ部には凹凸が設けられ、分離パッドとの接触面積が小さくなっている。したがって、接触部分の摩擦抵抗も少なくなり、接触時の異音の発生を軽減できる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の給紙装置にいて、 前記スリップ部に施された凹凸は、不規則な配置であるものとする。

上記スリップ部の周面上に施された凹凸は不規則に配置されているので、前記分離パッドと摺擦された場合に、特定の周波数による振動の発生が抑制され、共振現象の発生を防止できる。これにより、異音の発生を低減することができる。したがって、高速での給紙においても、前記スリップ部と前記分離パッドが接触した際に生じる異音を効果的に軽減することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の給紙装置において、 前記分離パッドは、その表面に凹凸を設けたものとする。

前記分離パッドの表面には凹凸が設けられているので、凹凸を有した前記スリップ部と接触する際の接触面積がさらに小さくなり接触摩擦抵抗も小さくなる。これにより、異音が発生するのを低減することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の給紙装置において、 前記分離パッドの表面に設けられた凹凸は、不規則な配置とする。

前記分離パッドに施された凹凸は不規則に配置されているので、前記スリップ部と接触したときに、スリップ部が備える凹凸と分離パッドの凹凸が噛み合うことがない。また、規則的に凹凸が施されている場合よりも、さらに接触面積が小さくなり、接触摩擦抵抗も小さくなるので、接触時に発生する異音をより効果的に軽減することができる。

以上説明したように、本願発明によれば、給紙ローラの外周面に記録媒体との摩擦係数が大きい搬送部と摩擦係数が小さいスリップ部を設けるとともに、このスリップ部に凹凸を施すことにより、高速で給紙装置を駆動する場合においても、給紙ローラのスリップ部と分離パッドが摺擦されるときに発生する異音の低減を可能とする。また、分離パッドにも凹凸を設けることにより、さらに効果的に異音の発生を抑制することができる。

以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願に係る発明の一実施形態である給紙装置の概略構成図、図２は、同じ給紙装置の主要部を示す概略平面図、図３は、同じ給紙装置の主要部を示す概略斜視図である。
この給紙装置１は、記録シートを収容する給紙トレイ２と、周方向の一部が切り欠かれてほぼ半月状の側面形状を有する給紙ローラ３と、この給紙ローラ３の支持軸３ａに支持された二つの補助ローラ４と、給紙ローラ３に押圧される分離パッド５と、を有している。

上記給紙トレイ２の下部には用紙積載板２ａが備えられ、この用紙積載板２ａの上に記録シートＰが積層して載置されている。この用紙積載板２ａの下面と給紙トレイの底部との間に弾性部材である圧縮バネ２ｂが介挿されている。そして、この圧縮バネ２ｂの付勢により、記録シートの載置量の多少にかかわらず、載置された記録シートの最上面と前記補助ローラ４とが接触し、記録シートの最上面の位置をほぼ一定に維持するようになっている。

前記ほぼ半月状の給紙ローラ３は、図２及び図３に示すように、回転駆動される支持軸３ａに固定支持されており、この給紙ローラ３の周面には、回転方向の上流にスリップ部３ｂが形成され、このスリップ部３ｂの下流側に搬送部３ｃが形成されている。

上記スリップ部３ｂの周面は、記録シートＰとの摩擦係数が小さい材料、例えば合成樹脂からなるものである。その表面にはシボ加工により、頂部の間隔が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍで、およそ５０μｍの深さの凹凸が不規則に形成されている。つまり、図４に示すように頂部の間隔ａ〜ｆが不規則な数値となるように凹凸が形成されている。そして、この凹凸は、図４に示すように頂部付近が丸みを帯びた滑らかな曲線となる断面形状を有するものとなっている。
なお、上記凹凸は、給紙ローラの本体を形成する部材３ｄに直接に形成しても良いし、凹凸を形成したプレートをスリップ部となる周面に貼着してもよい。この凹凸が形成される部分は合成樹脂で形成するのが望ましく、金型にエッチング等によって凹凸を形成しておく、いわゆるシボ加工等によって形成することができる。

搬送部３ｃは、給紙ローラ３の外周面の回転方向におけるスリップ部３ｂの後方に設けられ、その径はスリップ部３ｂよりも大きく形成されている。つまり、分離パッド５に接触する際の圧力がスリップ部３ｂが接触するときよりもやや大きくなるように設定されており、本実施形態では、スリップ部３ｂの径よりも約０．５ｍｍ程度大きく形成されている。
この搬送部３ｃの周面は、記録シートとの摩擦係数を大きくするための材料、例えばゴムで形成した部材を接着剤により貼り付け、又は嵌め合わせによって結合している。また、搬送部３ｃの表面に紙粉などの埃が付着するのを防止するために、ゴムで形成された周面には、図３に示すように一定の間隔で溝３ｅを設けている。これにより、回転する給紙ローラ３の搬送部３ｃが記録シートＰの表面と接触したときに摩擦力によって搬送し、分離パッド５上を摺動させて記録シートＰを給紙トレイ２から排出することができるようになっている。

なお、本実施形態の給紙ローラ３では、給紙ローラの本体部３ｄとスリップ部３ｂとを一体として成形し、その後、搬送部３ｃとなる部分の周面にゴム等の摩擦係数が大きくなる材料を接着しているが、本体部３ｄを摩擦係数の大きい硬質のゴム等で形成し、スリップ部３ｂに摩擦係数が小さい合成樹脂等で形成した部材を接着または嵌合させて一体の給紙ローラ３としてもよい。

上記給紙ローラ３を支持する支持軸３ａは、給紙装置１を支持するフレーム７に、軸受８を介して回転が自在に取り付けられ、駆動装置（図示せず）により回転駆動されるものとなっている。つまり、給紙ローラ３は、この支持軸３ａに固定した状態で支持されており、一枚の記録シートＰを送り出す毎に、この支持軸３ａの回転駆動の開始及び停止が制御され、給紙ローラ３を所定量だけ回転駆動するものとなっている。

前記補助ローラ４は、合成樹脂等により形成されており、給紙ローラ３の径、つまりスリップ部３ｂ及び搬送部３ｃよりも小さい径を有した円形断面を有するものとなっている。そして、図２に示すように、給紙ローラ３の軸線方向における両側方にそれぞれ１個ずつ配設されている。この補助ローラ４は、支持軸３ａに固定されず、自由に回転が可能となっており、支持軸３ａの回転駆動が停止されているときにも、この補助ローラ４と当接する記録シートＰの搬送を拘束することがなく、下流側に設けられた搬送ローラ６の駆動により自由に搬送が可能となっている。

給紙トレイ２のシート積載板上に積層された記録シートは、圧縮バネ２ｂによって上方に付勢されており、補助ローラは、この記録シートの先端部が当接するように配置されている。そして、補助ローラ４の周面の回転方向における下流側には分離パッド５が当接されている。したがって、給紙トレイ２の最上面に位置する記録シート、つまり第１紙はほぼ一定の高さで常に補助ローラ４に押さえつけられており、分離パッド５も給紙ローラ３が当接されていないときにも、適切な角度を維持し、記録シートＰを円滑に送り込める状態としている。

前記分離パッド５は、給紙トレイ２の給紙側縁辺のほぼ中央部に設けられ、給紙ローラ３と対向している。そして、図１に示すように、給紙ローラ３及び補助ローラ４と接触する当接部材５ａと、この当接部材を保持するホルダ５ｂと、このホルダを回動可能に支持する回動軸５ｃと、ホルダを支持する基部５ｄと、ホルダを給紙ローラに圧接するように付勢するバネ５ｅと、ホルダが設けられた位置の下流側に張り出したシートガイド５ｇと、を備えている。

当接部材５ａは、給紙ローラ３と対向する位置に保持され、給紙ローラ３、補助ローラ及びこれらとの間を通過する記録シートと接触するものである。そして、この当接部材は記録シートとの摩擦係数がやや高い、例えばゴム、合成樹脂等で形成され、その表面には凹凸が施されている。この凹凸は、シボ加工により頂部が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの間隔、約５０μｍの深さのパターンであり、上部の形状が丸い突起が不規則に形成されている。

上記当接部材５ａと記録シートＰとの間の摩擦係数は、記録シートＰと給紙ローラの搬送部３ｃとの間の摩擦係数より小さくなるように設定されており、記録シートＰが給紙ローラ３の回転によって搬送されているときには、記録シートＰの裏面がこの当接部材上を摺動し、記録シートの搬送を拘束しないように設定されている。また、この当接部材５ａと記録シートＰとの摩擦係数は、記録シート間の摩擦係数より大きくなっており、記録シートが複数枚重なった状態で搬送されたときには、記録シートとの間の摩擦力により、当接部材側の記録シートの搬送を抑止し、記録シート間で滑らせて、給紙ローラ側の記録シートを一枚だけ搬送するものとしている。

ホルダ５ｂは、図１〜３に示すように、給紙ローラ３に対向する位置に配置され、当接部材５ａを支持するものであり、回動軸５ｃにより回動が可能に構成されている。また、図１に示すように、このホルダの上流側には傾斜面５ｈが形成され、給紙トレイ内に収容されている記録シートの先端が突き当てられて、最上部の第１紙から順次に給紙ローラ３との当接位置に導くガイドとして機能するものとなっている。

前記バネ５ｅは、ホルダの背面とこのホルダを支持する基部５ｄとの間に介挿され、ホルダ５ｂ及び当接部材５ａを給紙ローラ側に付勢するものである。これによりホルダ５ｂは、基部５ｄに対して回動するとともに、給紙ローラ側に付勢され、当接部材５ａが補助ローラ４、給紙ローラのスリップ部３ｂ又は記録シートＰを介して搬送部３ｃに押圧される。

次に図５〜図８に基づいて給紙装置の動作について説明する。
図５に示すように、 給紙トレイ２内に載置された記録シートＰの先端部は用紙積載板２ａの下側に設けられている圧縮バネ２ｂによって押し上げられ、補助ローラ４に当接している。したがって、記録シートＰの先端部における上面の高さは、常に給紙ローラ３と分離パッド５との間に供給できる位置に維持されている。

給紙信号により駆動装置（図示しない）が駆動され、給紙ローラ３の回転が開始されると、図６に示すように、給紙ローラ３のスリップ部３ｂが積層されている記録シートＰの上面に押し当てられ、補助ローラ４と給紙ローラのスリップ部３ｂとの径の違いにょって、記録シートＰ及び分離パッドのホルダ５ｂが押し下げられて、記録シートＰの上面及び当接部材５ａはスリップ部３ｂと当接される。このとき、スリップ部３ｂは記録シートＰとの間の摩擦係数が小さくなっているので、記録シートＰは搬送されず、給紙ローラ３の回転のみが行われる。

給紙ローラ３がさらに回転すると、図７に示すように、記録シートに対する摩擦係数が大きくなるように形成されている搬送部３ｃが記録シートＰの先端部に押し付けられる。そして、搬送部３ｃとの間の摩擦力により最上層の記録シートＰは給紙ローラ３の回転にともなって分離パッド５上に送り込まれる。また、給紙ローラ３の搬送部３ｃはスリップ部３ｂより径が大きくなっていることにより、ホルダ５ｂ及び当接部材５ａは押し下げられるが、安定した給紙ローラ３の回転が維持される。そして、記録シートＰは給紙ローラの搬送部３ｃとともに移動し、背面側では記録シートＰが分離パッドの当接部材５ａ上を滑動し、記録シートＰは円滑に搬送される。

そして、図８に示すように搬送方向の下流側に設けられた搬送ローラ６に記録シートの先端が送り込まれると、図９に示すように記録シートＰはこの搬送ローラ６の回転駆動によって搬送される。これとともに給紙ローラ３は、記録シートとの当接部が周面の切り欠かれた部分に至り、記録シートから離隔されて停止する。このとき、記録シートＰには断面が円形の補助ローラ４が当接される。その後の搬送ローラ６の回転により記録シートＰは給紙トレイ２から引き出され、補助ローラ４は記録シートＰの移動に従動回転する。そして、この記録シート上に画像を形成する位置へと搬送される。

給紙ローラの搬送部３ｃが、記録シートＰを送り出すとき、通常は、最上層の記録シートを一枚だけ送り出す。しかし、記録シートの表面の状態等何らかの条件により、第１紙と第２紙との間で分離されず第２紙と第３紙との間で分離され、２枚の記録シートが重ね合わされた状態で分離パッド５との間に送り込まれることがある。このような場合には、記録シートＰの背面が当接部材５ａと接触したときに、この当接部材５ａと記録シートＰとの摩擦力が重ね合わされた記録シート間の摩擦力より大きくなっているので、下層の記録シートは当接部材５ａとの間の摩擦力によって停止され、記録シート間で滑動して上層の記録シートのみが給紙ローラ３の回転とともに搬送される。これにより、重送が防止され、記録シートＰは一枚ずつ搬送される。

上記のような工程で、給紙ローラのスリップ部３ｂは分離パッド５の当接部材５ａと直接に接触し、摺擦される。しかし、給紙ローラのスリップ部３ｂと当接部材５ａとの双方には、不規則な凹凸パターンが施されているので、スリップ部３ｂと当接部材５ａとの接触面積が小さくなっており、摩擦抵抗も小さくなる。したがって、スリップ部３ｂが高速で当接部材５ａと摺擦されても異音は発生しにくく、円滑に回転する。また、スリップ部３ｂ及び当接部材５ａに施されている凹凸パターンは不規則になっているので、スリップ部３ｂと当接部材５ａとの凹凸のパターンが噛み合うことはなく、機械的に接触面の抵抗が大きくなることもない。
なお、上記実施の形態では、給紙ローラのスリップ部３ｂと当接部材５ａとの双方に凹凸を設けているが、スリップ部３ｂのみに凹凸を設けるものであってもよい。

本願に係る発明の一実施形態である給紙装置の主要部を示す概略構成図である。 図１に示す給紙装置の概略平面図である。 図１に示す給紙装置の主要部の概略斜視図である。 図１における給紙ローラのスリップ部及び分離パッドに施された凹凸のパターンを示す拡大断面図である。 図１における給紙装置の動作を説明する図である。 図１における給紙装置の動作を説明する図である。 図１における給紙装置の動作を説明する図である。 図１における給紙装置の動作を説明する図である。 図１における給紙装置の動作を説明する図である。

符号の説明

１：給紙装置、
２：給紙トレイ、 ２ａ：用紙積載板、 ２ｂ：圧縮バネ
３：給紙ローラ、 ３ａ：支持軸、 ３ｂ：スリップ部、 ３ｃ：搬送部、 ３ｄ：給紙ローラの本体を形成する部材、 ３ｅ：搬送部に形成された溝、
４：補助ローラ、
５：分離パッド、 ５ａ：当接部材、 ５ｂ：ホルダ、 ５ｃ：回動軸、 ５ｄ：基部、 ５ｅ：バネ、 ５ｆ：回動軸を支持する部分、 ５ｇ：シートガイド、 ５ｈ：ホルダの傾斜面、
６：搬送ローラ、 ７：枠体、 ８：軸受

Claims (4)

1. ほぼ半月形状の給紙ローラと、
   該給紙ローラに圧接される分離パッドと、
   前記給紙ローラの軸線方向の側部に配設された補助ローラとを有し、
   記録媒体を１枚ずつ分離しながら給紙する給紙装置であって、
   前記給紙ローラの外周面には、記録媒体との摩擦係数の大きい搬送部と該搬送部の回転方向における上流側に形成された記録媒体との摩擦係数の小さいスリップ部とを有し、
   前記スリップ部は、その半径が前記搬送部の半径よりも小さく、かつ前記補助ローラの半径よりも大きく設定され、外周面に凹凸が施されていることを特徴とする給紙装置。
2. 前記スリップ部に施された凹凸は、不規則な配置であることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記分離パッドは、その表面に凹凸を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の給紙装置。
4. 前記分離パッドの表面に設けられた凹凸は、不規則な配置であることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の給紙装置。
   

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