JP2007246206A - 給紙装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紙粉等の異物を除去し、転写領域への異物の進入を軽減し、良好な画質が得られる給紙装置及び給紙装置を配置した画像形成装置を提供する。
【解決手段】用紙を搬送する搬送ローラと、該搬送ローラの外周面に摺接して該搬送ローラに付着した異物を除去する清掃部材とを有する給紙装置において、清掃部材を導電性ブラシにより形成した給紙装置、及び給紙装置を備えた画像形成装置。
【選択図】図５

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を有する複合機等の画像形成装置に用いられる給紙装置に関し、特に、搬送ローラの外周面に付着した紙粉等の異物を除去する清掃部材を備えた給紙装置、及び給紙装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来より、記録紙を搬送する給紙ローラや搬送ローラ等のローラ部材に固定式の清掃部材（ブラシ、フェルト、ＰＥＴシートなどの可撓性部材）を当接させてローラ部材の表面に付着した紙粉などの異物を除去する固定式の異物除去装置がある。

特許文献１に記載の画像形成装置は、異物除去装置として、搬送ローラにフェルトなどの固定式の清掃部材を当接させ、搬送ローラにより記録紙の表面を清掃させるものである。

また、記録紙を搬送するローラ部材に清掃ローラ（ブラシやフェルトなど）等の回転部材を当接させて、給紙ローラや搬送ローラ等のローラ部材の表面に付着した紙粉などの異物を除去して清掃する回転式の異物除去装置がある。

特許文献２に記載の画像形成装置は、搬送される記録紙を清掃する清掃ローラなどにブラシを当接させて清掃ローラを清掃するものである。

特許文献３に記載の画像形成装置は、搬送される記録紙に清掃ローラを当接させる方式である。

特許文献４に記載の異物除去装置は、搬送ローラに回転するブラシローラを当接させて搬送ローラを清掃し、このブラシローラに回転ローラを当接させてブラシローラを清掃し、更にこのブラシローラに可撓性シートを当接させて回転ローラを清掃するものである。
特開平１１−５２６４１号公報 特開平１１−２０８９１８号公報 特開平８−３１４３４４号公報 特開２００４−２２４４５１号公報

記録済みの用紙、特にオフセット印刷済みの用紙を画像形成装置や後処理装置に配置された給紙装置や用紙搬送装置に通紙させる場合、用紙に付着した打ち粉やインクかす、用紙面の塗工剤等が給紙ローラや搬送ローラの外周面に付着して給紙ローラや搬送ローラの搬送力を低下させ、給送性能が不安定となる。

給紙ローラや搬送ローラ等のローラ部材に固定式の清掃部材を当接させて異物を除去するものでは、ブラシ、発泡ウレタン、フェルト、起毛部材、ＰＥＴシートなどの清掃部材に紙粉等の異物が堆積して、長期にわたり清掃効果を維持する事が不可能となり、用紙の搬送不良が発生する。また、清掃部材の交換のための保守を行う必要が生じる。

リバースローラ型の給紙ローラ方式においては、ピックアップローラや給紙ローラ等の回転するローラ部材に付着した紙粉などの異物汚れをモケット等の起毛部材や発泡ウレタンやＰＥＴシートなどの可撓性部材をローラに押しつけて清掃しているが、清掃部材、起毛部材や可撓性部材では掻き取った異物をローラから分離できないため、清掃効果が持続せず、清掃部材やローラの定期的な清掃や交換が必要になってくる。

特許文献１の画像形成装置では、清掃部材に紙粉などの異物がすぐに溜まり除去しきれなくなった紙粉などの異物が転写領域へと搬送されてしまい耐久的に問題があった。

給紙ローラや搬送ローラ等のローラ部材に回転ブラシなどの清掃ローラを当接させて異物を除去する回転式の異物除去装置においては、ローラ部材のゴム材質や清掃ローラの材質等を適切にしなければ、ローラ部材に付着した紙粉等の異物を長期にわたり安定して除去する事ができず、転写領域への異物進入を軽減できない。

特許文献２の画像形成装置では、清掃ローラと転写材とに速度差をつけているため、転写材の搬送に不安定要素を与えているという問題があった。

特許文献３の画像形成装置では、清掃ローラの表面に紙粉などの異物が溜まった時点で効力がなくなり、耐久的に問題あった。

特許文献４の画像形成装置では、搬送ローラのゴムや清掃部材の材質を適正に設定しなければ、安定した用紙搬送性と高い効果とを得る事ができない。

本発明は上記の不具合を解消し、長期にわたり紙粉等の異物の除去を可能とし、転写領域への異物の進入を軽減でき、良好な画質が得られる給紙装置及びこれを用いる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

前記目的は、下記に記載した発明より達成される。

１． 用紙を搬送する搬送ローラと、該搬送ローラの外周面に摺接して該搬送ローラに付着した異物を除去する清掃部材とを有する給紙装置において、前記清掃部材を導電性ブラシにより形成したことを特徴とする給紙装置。

２． 前記１に記載の給紙装置、及び前記給紙装置により給送された用紙に対して画像を形成するための画像形成部を備えたことを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、長期にわたり、紙粉等の異物の除去が可能となり、転写領域への異物の進入が軽減されて、良好な画質が得られる異物除去装置及びこれを用いる画像形成装置の提供が可能となる。

更に、給紙ローラや搬送ローラの清掃効果及び耐久性の向上、紙粉の多い用紙に対する給送性の向上、オフセット印刷済みの用紙、特に、オフセット印刷済みのコート用紙に対する給送性の向上等の効果が得られる。

次に、本発明の画像形成装置を図面に基づいて説明する。

［画像形成装置］
図１は、画像形成装置本体Ａ、後処理装置ＦＳ、大容量給紙装置ＬＴ、自動原稿送り装置ＤＦから成る画像形成装置の構成図である。

画像形成装置本体Ａは、画像形成部１と、定着装置９と、用紙搬送系と、を有している。画像形成部１は、像担持体２の周辺に配置された帯電手段３、像露光手段４、現像装置５、転写手段６、除電手段７Ａ、分離爪７Ｂ、クリーニング手段８等から構成されている。

用紙搬送系は、給紙カセット１０、第１給紙手段１１、第２給紙手段（レジストローラ）１２、搬送手段１３、排紙手段１４、及び手差し給紙手段１５を有する第１搬送部と、用紙Ｓを循環再給紙する循環再給紙部とを有している。

給紙カセット１０及び第１給紙手段１１は、複数の給紙手段（図示の３段）により形成され、複数種のサイズの用紙Ｓを収容して給紙する。
大容量給紙装置ＬＴの給紙手段２０から送り出された用紙Ｓは、第２給紙手段１２に給送される。

自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に載置された原稿ｄは給紙手段２１により搬送され、画像読取装置により原稿画像が読み取られる。

画像形成部１において、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。給紙カセット１０、手差し給紙手段１５、大容量給紙装置ＬＴから給送された用紙Ｓは転写手段６により画像が転写される。画像を担持した用紙Ｓは、定着装置９により定着され、排紙手段１４から排出され、後処理装置ＦＳに送り込まれる。

［後処理装置］
後処理装置ＦＳは、入口搬送部３０、シフトユニット３１、スタッカユニット３２、ステイプルユニット３３、表紙給紙手段３４、及び排紙部から構成されている。

表紙給紙手段３４により給紙された表紙Ｋは、搬送ローラ群により搬送され、スタッカユニット３２に収容される。表紙Ｋは、スタッカユニットに収容される複数枚の用紙Ｓに重ね合わされて表表紙、裏表紙を形成する。なお、表紙Ｋは、複数枚の用紙Ｓの中間に挿入するインサータ用紙とする事も可能である。

スタッカユニット３２に所定枚数の用紙Ｓが積載、整合されると、ステイプルユニット３３により用紙Ｓの２箇所、又は用紙Ｓの隅部１箇所にステイプル針が打針され、用紙Ｓが綴じ合わされ、冊子が作製される。

綴じ処理された用紙Ｓは、排紙手段３５によって挟持、搬送され、メイントレイ３６上に排出、積載される。

［給紙装置］
給紙装置は、画像形成装置本体Ａに配置された給紙カセット１０の第１給紙手段１１及び第２給紙手段１２、手差し給紙手段１５、大容量給紙装置ＬＴの給紙手段２０、自動原稿送り装置ＤＦの給紙手段２１、後処理装置ＦＳの表紙給紙手段３４等に適用可能である。

図２は、本発明に係る他の画像形成装置の構成図である。なお、図面に使用されている符号について、図１と同じ機能を有する部分には、図１と同符号を付している。また、図１と異なる点を説明する。

画像形成装置本体Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、ベルト状の中間転写体７と給紙装置及び定着装置９とを有している。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１Ｙは、像担持体２Ｙの周囲に配置された帯電手段３Ｙ、像露光手段４Ｙ、現像装置５Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１Ｍは、像担持体２Ｍ、帯電手段３Ｍ、像露光手段４Ｍ、現像装置５Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１Ｃは、像担持体２Ｃ、帯電手段３Ｃ、像露光手段４Ｃ、現像装置５Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１Ｋは、像担持体２Ｋ、帯電手段３Ｋ、像露光手段４Ｋ、現像装置５Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを有する。

中間転写体７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。

画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体７上に一次転写手段６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋにより逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。

給紙装置の給紙カセット１０内に収容された用紙Ｓは、第１給紙手段１１により給紙され、第２給紙手段１２を経て、二次転写手段６Ａに搬送され、用紙Ｓ上にカラー画像が転写される。

カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着装置９において用紙Ｓが挟持され、熱と圧力とを加えることにより用紙Ｓ上のカラートナー像（或いはトナー像）が定着されて用紙Ｓ上に固定され、排紙手段１４に挟持されて機外に排出される。

一方、二次転写手段６Ａにより用紙Ｓにカラー画像を転写した後、用紙Ｓを曲率分離した中間転写体７は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。

図３は第１給紙手段１１の断面図である。なお、手差し給紙手段１５、大容量給紙装置ＬＴの給紙手段２０、自動原稿送り装置ＤＦの給紙手段２１、後処理装置ＦＳの表紙給紙手段３４も第１給紙手段１１とほぼ同一の構造をなすから、以下、第１給紙手段１１を代表として説明する。

給紙カセット１０内の昇降底板１０１上に積載された用紙Ｓは、図示しないモータにより昇降する昇降部材１０２によって上昇し、用紙Ｓの上面がピックアップローラ（搬送ローラ）１１１の外周面に当接する所定位置に到達すると、図示しないセンサにより用紙Ｓの上面が検知され、昇降底板１０１の上昇が停止される。

この用紙上限位置において、ピックアップローラ１１１とホルダ１１４の自重により用紙Ｓの上面に所定圧力Ｐ１が付勢される。

給紙信号によりピックアップローラ１１１と給紙ローラ（搬送ローラ）１１２が回転を開始する。所定圧力Ｐ１で用紙Ｓの上面に圧接させたピックアップローラ１１１は、用紙Ｓを給紙ローラ１１２と重送防止ローラ（リバースローラ）１１３とのニップ位置に送り込んだ後、用紙面から離間する。

重送防止ローラ１１３は図示しないトルクリミッタを介して用紙Ｓの搬送方向と逆方向に駆動されていて、図示しないバネによる所定圧力Ｐ２で給紙ローラ１１２に圧接されている。

重送防止ローラ１１３は、ニップ位置に用紙Ｓが存在せず、給紙ローラ１１２に直接接触したとき、又は、１枚の用紙Ｓがニップ位置に送り込まれたとき、トルクリミッタがリミットトルクを超えて滑り、給紙ローラ１１２に従動回転して１枚の用紙Ｓを搬送する。

しかし、２枚以上の用紙Ｓがニップ位置に送り込まれた場合、リミットトルクが用紙間の摩擦力に打ち勝って、重送防止ローラ１１３を逆回転させ、下側の用紙Ｓを押し戻し、多数枚送りを防止して、１枚の用紙Ｓを搬送する。

給紙ローラ１１２と重送防止ローラ１１３とから成る分離捌きローラ対の用紙搬送方向下流側には、駆動ローラ１１７Ａと従動ローラ１１７Ｂとから成る搬送ローラ対１１７が配置されている。搬送ローラ対１１７は分離捌きローラ対から搬送される１枚の用紙Ｓを挟持して、図１に示す第２給紙手段１２に搬送する。

ピックアップローラ１１１の上部には、支持板１１５の一端に固定された清掃部材（清掃ブラシ）１１６Ａが配置されている。給紙ローラ１１２の上部には、支持板１１５の他端に固定された清掃部材（清掃ブラシ）１１６Ｂが配置されている。

清掃部材１１６Ａはピックアップローラ１１１の外周面に摺接して、ピックアップローラ１１１の外周面に付着した異物を除去する。清掃部材１１６Ｂは給紙ローラ１１２の外周面に摺接して、給紙ローラ１１２の外周面に付着した異物を除去する。

駆動ローラ１１７Ａの上部には、清掃部材（清掃ブラシ）１１６Ｃが配置されている。清掃部材１１６Ｃは駆動ローラ１１７Ａの外周面に摺接して、駆動ローラ１１７Ａの外周面に付着した異物を除去する。

清掃部材１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃは導電性ブラシにより形成されている。導電性ブラシの仕様、特性に関しては後述する。ピックアップローラ１１１、給紙ローラ１１２、重送防止ローラ１１３、駆動ローラ１１７Ａの仕様、特性に関しても後述する。

図４は、図１に示す画像形成装置本体Ａの第２給紙手段１２の搬送手段の断面図である。

第２給紙手段１２は、用紙Ｓを挟持して搬送する駆動ローラ（搬送ローラ）１２１と従動ローラ１２２、駆動ローラ１２１に摺接して回転する清掃ブラシから成る第１清掃部材１２３、第１清掃部材１２３に摺接して回転する第２清掃部材１２４、第２清掃部材１２４の外周面に当接する可撓性の第３清掃部材１２５を有する。

駆動ローラ１２１は時計方向に駆動回転し、第１清掃部材（以下、清掃ブラシと称す）１２３は図示しない駆動手段により反時計方向に駆動回転され、第２清掃部材１２４は図示しない駆動手段により時計方向に駆動回転される。第３清掃部材１２５は第２清掃部材１２４の外周面に対してカウンタタイプで圧接する。

清掃ブラシ１２３は導電性ブラシにより形成されている。導電性ブラシの仕様、特性に関しては後述する。駆動ローラ１２１の仕様、特性に関しても後述する。

図５は給紙装置の他の実施の形態を示す正面断面図である。図６は給紙装置の平面断面図である。図５（ａ）は給紙開始以前の状態を示し、図５（ｂ）は給紙時の状態を示す。

なお、図３と同じ機能を有する部分には同符号を付して説明を省略する。

給紙開始信号が入力されると、ピックアップローラ１１１が給紙ローラ１１２の回転軸を中心にして揺動し、用紙Ｓの上面に自重で当接する。同時に後述の電磁クラッチＣＬが接続状態になり、給紙ローラ１１２が回転開始し、更に図示しないベルト等の伝達手段によってピックアップローラ１１１が回転開始する。

ピックアップローラ１１１の回転により用紙Ｓが送り出され、給紙ローラ１１２と重送防止ローラ１１３とが圧接するニップ位置へ搬送され、１枚ずつ捌かれて搬送方向下流側の搬送ローラ対１１７（図３参照）に到達する。

搬送ローラ対１１７へ用紙Ｓが到達した事を、図示しないセンサが検知すると、電磁クラッチＣＬが非接続状態となり、搬送ローラ対１１７による挟持搬送により、給紙ローラ１１２と重送防止ローラ１１３とが圧接するニップ位置から用紙Ｓが引き出されて搬送される。

第１給紙手段１１には、ピックアップローラ１１１と給紙ローラ１１２とが対向する空間の上方に、第１清掃部材（以下、清掃ブラシと称す）１１８Ａ、第２清掃部材１１８Ｂ、第３清掃部材１１８Ｃ、及び遮蔽部材１１８Ｄが配置されている。

清掃ブラシ１１８Ａは、ピックアップローラ１１１の外周面と、給紙ローラ１１２の外周面とに摺接して回転する清掃ブラシから形成されている。清掃ブラシ１１８Ａは後述の駆動手段により回転され図示の反時計方向に回転する。清掃ブラシ１１８Ａとピックアップローラ１１１とは摺接位置において同方向に速度差をもって回転する。清掃ブラシ１１８Ａと給紙ローラ１１２とは摺接位置において同方向に速度差をもって回転する。

清掃ブラシ１１８Ａは、ピックアップローラ１１１と給紙ローラ１１２に摺接して付着した紙粉や異物を除去する。

第２清掃部材１１８Ｂは、清掃ブラシ１１８Ａに摺接して駆動手段により回転する回転ローラである。第２清掃部材１１８Ｂは、清掃ブラシ１１８Ａに付着した紙粉や異物を除去してリフレッシュする。

第３清掃部材１１８Ｃは、第２清掃部材１１８Ｂの外周面に当接する可撓性の薄板、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等により形成されている。第３清掃部材１１８Ｃの先端部は、第２清掃部材１１８Ｂの外周面に対してカウンタタイプで圧接する。第３清掃部材１１８Ｃは、第２清掃部材１１８Ｂに付着した紙粉や異物を除去するとともに、ピックアップローラ１１１の上方空間を遮蔽する。

遮蔽部材１１８Ｄは、第３清掃部材１１８Ｃと対称位置に配置され、第２清掃部材１１８Ｂの外周面に当接する可撓性の薄板、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、又はウレタンシート等により形成されている。遮蔽部材１１８Ｄの先端部は、第２清掃部材１１８Ｂの外周面に対してトレイルタイプで軽圧接する。遮蔽部材１１８Ｄは、第２清掃部材１１８Ｂに付着した紙粉や異物を除去するとともに、給紙ローラ１１２の上方空間を遮蔽する。

第１給紙手段１１において搬送不良の用紙Ｓを取り出す場合、ピックアップローラ１１１を持ち上げて給紙ローラ軸を中心にして上方に揺動させるとき、清掃ブラシ１１８Ａの上方空間は、第３清掃部材１１８Ｃと遮蔽部材１１８Ｄとにより遮蔽されているから、第２清掃部材１１８Ｂ周辺の紙粉や異物が外部に漏出する事が防止される。

清掃ブラシ１１８Ａは導電性ブラシにより形成されている。導電性ブラシの仕様、特性に関しては後述する。ピックアップローラ１１１、給紙ローラ１１２、重送防止ローラ１１３の仕様、特性に関しても後述する。

画像形成装置本体Ａ：デジタル複合機ｂｉｚｈｕｂ７０８５（登録商標、コニカミノルタ社製）改良機
ピックアップローラ１１１、給紙ローラ１１２、重送防止ローラ１１３：
ゴム硬度５６度、エーテル系ウレタンゴム、外径φ３２ｍｍ、ゴム厚４ｍｍ、表面に３０〜５０μｍの凹凸状突起から成るシボ加工を施した。ゴム硬度はＪＩＳ Ｋ６２５３（ＩＳＯ ７６１９）で規定されたデュロメータータイプＡスプリング式硬度計で示す。

シリコーンゴムは、ゴム硬度を柔らかくする事ができること、ゴム材料自体が汚れを引き込み難い事、及びローラ表面を粗くして摩擦係数を高くすることができること、などの利点があるため、一般にローラ材料として広く用いられている。一方で、摩擦に弱く摩耗し易いこと、初期摩擦係数が低いこと、等のデメリットがあるため、ローラ材料としてはシリコーンゴムよりウレタンゴムの方が好ましい。

以下、清掃部材として清掃ブラシ１１８Ａを代表として説明する。

清掃ブラシ１１８Ａ：導電性アクリル材のブラシ、毛の太さ６．２５デニール（１デニールは長さ４５０ｍで質量５０ｍｇの繊維の太さ）、毛の密度１０万本／（２５．４ｍｍ）²、外径φ１６ｍｍ、毛の長さ４ｍｍ、ローラ外周面とブラシとのオーバーラップ量は０．５〜１．５ｍｍとなるように設定した。

ピックアップローラ１１１と清掃ブラシ１１８Ａとのオーバーラップ量、及び給紙ローラ１１２と清掃ブラシ１１８Ａとのオーバーラップ量は、何れも０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとなるように設定した。

［ゴム硬度］
図７は、搬送ローラのゴム材質、ゴム硬度に対応する、通紙枚数の経過に伴うピックアップローラ１１１、給紙ローラ１１２の外周面の摩擦係数の変化を測定した結果の特性図である。

これらのローラとして、（ａ）ＥＰＤＭゴム（エチレン・プロピレン・ゴム）（ゴム硬度３５度）、（ｂ）ウレタンゴム（ゴム硬度７５度）、（ｃ）ウレタンゴム（ゴム硬度５６度）、（ｄ）ウレタンゴム（ゴム硬度４４度）、（ｅ）ウレタンゴム（ゴム硬度３５度）について比較検討した。（ｆ）は搬送性能下限を示す。

表１は、上記の各種ゴムによって成型されたローラにより挟持されて搬送されるプリント枚数とローラの摩擦係数の変化を示す実験データである。

実験結果では、（ｃ）ウレタンゴム（ゴム硬度５６度）及び（ｄ）ウレタンゴム（ゴム硬度４４度）は、何れも摩擦係数μが１．２５以上で、ローラが安定した搬送力を得た。

ゴム硬度が低いＥＰＤＭゴムのローラ（ａ）は、一般的には、プリント初期には用紙搬送力が高いが、オフセット印刷済みの用紙を通紙する場合は、通紙以前に用紙Ｓに付着していた打ち粉、紙粉、インクカス等が、ローラ面に転写されて取れにくくなり、用紙搬送の耐久性能が低下する。これは、ＥＰＤＭゴムが打ち粉、紙粉、インクカス等をゴムの内部に引き込み易い性質を有しているためである。

（ｂ）ウレタンゴム（ゴム硬度７５度）により成型されたローラは、ゴム硬度が高いため摩擦係数が低く、スリップ等を生じて用紙搬送性能が低下する。

（ｆ）ウレタンゴム（ゴム硬度３５度）により成型されたローラは、摩擦係数が使用の初期では良好な用紙搬送性を有するが、用紙搬送が約１０００枚を超えると摩擦係数が低下してスリップ等を生じて用紙搬送性能が低下する。

以上の結果から、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のポリエーテル系のウレタンゴムにより成型された搬送ローラが良好な用紙搬送性能を有する。

また、ローラ表面が打ち粉、紙粉、インクカス等により汚れた状態においては、ローラの表面状態では表面粗さＲｚ（十点平均粗さ）が粗いほど、高い摩擦係数が得られる。

ローラ表面を粗くするには、（１）ローラ表面を研磨加工する方法と、（２）ローラ製造用金型のローラ成型面をシボ状に粗くする方法と、の２種類がある。ＥＤＰＭゴムローラやシリコーンゴムローラでは（１）でも粗い表面加工が可能である。ウレタンゴムローラの場合は、（１）よりも（２）の方が粗い表面とする事が出来る。

図８は、搬送ローラの部分断面図である。

ピックアップローラでは０．１〜０．５ｍｍ程度の深さ、０．５ｍｍ程度の幅の溝を２０〜３０個、円周上に付ける事も有効である。但し、給紙ローラや重送防止ローラでは偏摩耗の原因となるため、溝は無い方が好ましい。

［清掃部材］
搬送用ゴムローラに摺接して搬送ローラの表面を清掃する清掃部材のブラシが導電性でない場合、ゴムローラ表面が帯電してしまい、搬送用ゴムローラ表面に付着した紙粉や異物等による汚れが取れにくくなってしまうこと、用紙表面が帯電してしまい画像形成装置Ａの転写部において画像転写不良を引き起こしてしまうこと、などの問題が発生する。そのため清掃用のブラシには導電性を付与する事が好ましい。

特に、ピックアップローラ１１１や給紙ローラ１１２を清掃する清掃ブラシ１１８Ａは小型化する必要がある。但し、小型化にも限界があり、起毛ブラシを巻き付ける芯金の外径も強度状からφ６ｍｍ程度は最低必要であるが、安定した清掃機能を発揮するためにφ８ｍｍ程度のものが好ましい。

清掃ブラシ１１８Ａの毛長に関しても３ｍｍ以上が必要である。従って、芯金と毛長を合わせると、清掃ブラシ１１８Ａの外径は１４ｍｍ以上とする必要がある。

図９は、清掃ブラシ１１８Ａの導電性ブラシに対応する、通紙枚数の経過に伴う導電性ブラシの摩擦係数の変化を測定した結果の特性図である。

（ａ）の導電性ブラシは、毛の太さ６．２５デニール、毛の密度１０万本／（２５．４ｍｍ）²、外径φ１６ｍｍ、毛の長さ４ｍｍである。

（ｂ）の導電性ブラシは、毛の太さ１５デニール、毛の密度６万本／（２５．４ｍｍ）²、外径φ１６ｍｍ、毛の長さ４ｍｍである。

（ｃ）は、搬送性能下限を示す。

毛の太さが３デニール、毛の密度が１平方インチ当たりの毛の本数が２０万本（１インチは２５．４ｍｍ）の導電性ブラシでは、搬送ローラにかかる負荷トルクが大きく、第１給紙手段１１の下流の搬送ローラ不良を発生する。

表２は、上記の各種導電性ブラシによって形成された清掃ブラシ１１８Ａと、ウレタンゴム（ゴム硬度５６度）の搬送ローラとにより搬送されるプリント枚数とローラの摩擦係数の変化を示す実験データである。

実験結果では、（ａ）の毛の太さ６．２５デニール、毛の密度１０万本／（２５．４ｍｍ）²の導電性ブラシは、プリント枚数の経過による摩擦係数μの低下が少なく、安定したローラ搬送力を得た。

これに対して、（ｂ）の毛の太さ１５デニール、毛の密度６万本／（２５．４ｍｍ）²の導電性ブラシは、プリント枚数の経過による摩擦係数μの低下が著しく、約２０００枚で用紙搬送性能が低下してしまう。

［清掃部材と搬送ローラとのオーバーラップ量］
図１０は、清掃部材と搬送ローラとのオーバーラップ量を示す断面図である。

図１１は、清掃部材と搬送ローラとが圧接する位置でのオーバーラップ量と、搬送ローラの負荷トルクとの関係を示す特性図である。

（オーバーラップ量の最上限）
このオーバーラップ量が大きい方が搬送ローラに付着した紙粉や異物を掻き取る効果が大きい。但し、掻き取り量が大きすぎると、清掃ブラシ１１８Ａのブラシの毛が倒れてしまい、耐久性が低下する。

毛長が４ｍｍの清掃ブラシ１１８Ａを使用して、オーバーラップ量を２ｍｍに設定して、温度３０℃、湿度８０％の環境下に１００時間放置した後、清掃ブラシ１１８Ａの外径の変化を測定した結果、初期の外径φ１６ｍｍがφ１５．５ｍｍに変形した。即ち、オーバーラップ量が２ｍｍから１．５ｍｍに変化した。この結果、毛長が４ｍｍの清掃ブラシ１１８Ａでは、オーバーラップ量は１．５ｍｍが最上限である（図１２参照）。なお、毛長が長くなればオーバーラップ量も大きく取れる事は当然である。

オーバーラップ量を１．５ｍｍ以上にしても、ブラシの毛が倒れてしまい、オーバーラップ量が小さくなってしまう。オーバーラップ量が初期と変わってしまうと安定した清掃性能が得られない。そのため、オーバーラップ量の上限を１．５ｍｍ以下とする事が好ましい。

以下、清掃ブラシ１１８Ａの毛長の変化を推定する。

毛長３ｍｍ、最大オーバーラップ量１．５ｍｍとすると、オーバーラップ量の限度は、毛長に比例するものとして、１．５ｍｍ×（３ｍｍ／４ｍｍ）＝１．１ｍｍと推定される。毛長２ｍｍ、最大オーバーラップ量１．５ｍｍでは、オーバーラップ量の限度は、１．５ｍｍ×（２ｍｍ／４ｍｍ）＝０．７５ｍｍと推定される。

（オーバーラップ量の最下限）
清掃ブラシ１１８Ａにより紙粉や異物を掻き取る清掃能力を、搬送ローラの回転時の負荷トルクとして、これを測定した結果を図１０に示す。

オーバーラップ量０．３ｍｍでは、負荷トルクは３ｇｆｃｍで殆ど０に近い。オーバーラップ量０．５ｍｍで負荷トルクは５０ｇｆｃｍとなり、これが所要の負荷トルクを得る最低必要値である。従ってオーバーラップ量は、最下限値の０．５乃至最上限値の１．５ｍｍの範囲に設定することが必要である。

なお、本発明の実施の形態では、画像形成装置本体Ａに接続される後処理装置として、平綴じ機能を有する後処理装置について説明したが、本発明の画像形成システムの後処理装置はこれらに限定されるものではなく、糊付け製本機、小口断裁機、表紙くるみ製本機、封緘機等の後処理装置、及びこれらの後処理装置を複数連結した画像形成装置にも適用可能ある。

また、本発明の実施の形態では、複写機に接続した後処理装置について説明したが、軽印刷機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に接続した画像形成システムにも適用可能ある。

画像形成装置本体、後処理装置、大容量給紙装置、自動原稿送り装置から成る画像形成装置の構成図。 本発明に係る他の画像形成装置の構成図。 給紙カセットの第１給紙手段の断面図。 画像形成装置本体の第２給紙手段の断面図。 給紙装置の他の実施の形態を示す正面断面図。 給紙装置の平面断面図。 搬送ローラの外周面の摩擦係数の変化を示す特性図。 搬送ローラの部分断面図。 通紙枚数の経過に伴う導電性ブラシの摩擦係数の変化を示す特性図。 清掃部材と搬送ローラとのオーバーラップ量を示す断面図である。 オーバーラップ量と搬送ローラの負荷トルクとの関係を示す特性図。

符号の説明

１，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 画像形成部
１１ 第１給紙手段
１１１ ピックアップローラ（搬送ローラ）
１１２ 給紙ローラ（搬送ローラ）
１１３ 重送防止ローラ（リバースローラ）
１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃ 清掃部材（清掃ブラシ）
１１７ 搬送ローラ対
１１７Ａ 駆動ローラ
１１７Ｂ 従動ローラ
１１８Ａ 第１清掃部材（清掃ブラシ）
１１８Ｂ 第２清掃部材
１１８Ｃ 第３清掃部材
１１８Ｄ 遮蔽部材
１２ 第２給紙手段（レジストローラ）
１２１ 駆動ローラ（搬送ローラ）
１２２ 従動ローラ
１２３ 第１清掃部材（清掃ブラシ）
１２４ 第２清掃部材
１２５ 第３清掃部材
２０ 給紙手段
２１ 給紙手段
３２１ レジストローラ
３４ 表紙給紙手段
３４１ 搬送ローラ
Ａ 画像形成装置本体
ＤＦ 自動原稿送り装置
ＦＳ 後処理装置
ＬＴ 大容量給紙装置
Ｓ 用紙

Claims (8)

1. 用紙を搬送する搬送ローラと、該搬送ローラの外周面に摺接して該搬送ローラに付着した異物を除去する清掃部材とを有する給紙装置において、
   前記搬送ローラの外周面をウレタンゴムにより形成し、前記清掃部材を導電性ブラシにより形成したことを特徴とする給紙装置。
2. 前記搬送ローラの外周面をウレタンゴムにより形成したことを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記搬送ローラの外周面に形成されたウレタンゴムは、ゴム硬度が４０度乃至６０度であることを特徴とする請求項２に記載の給紙装置。
4. 前記搬送ローラの外周面には、複数の凹凸状の突起が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の給紙装置。
5. 前記導電性ブラシの毛の太さは、５乃至１０デニールであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の給紙装置。
6. 前記導電性ブラシと前記搬送ローラとが圧接する位置における前記導電性ブラシの先端部と前記搬送ローラの外周面とが重なるオーバーラップ量が、０．５乃至１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の給紙装置。
7. 前記清掃部材は駆動源により回転される回転ブラシであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の給紙装置。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の給紙装置、及び前記給紙装置により給送された用紙に対して画像を形成するための画像形成部を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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