JP2009190830A - 給紙装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙の重送と鳴きの問題を同時に解決することができる給紙装置を提供すること。
【解決手段】用紙を積載する給紙トレイと、該給紙トレイの最上位の用紙に当接して該用紙を送り出す給紙ローラ１２と、該給紙ローラ１２に圧接されて用紙を１枚ずつ分離する分離パッド１３を備えた分離パッド方式の給紙装置７において、前記分離パッド１３を全幅Ｂに亘って幅方向中央部を凹とする湾曲形状とし、該分離パッド１３の幅方向両端部の前記給紙ローラ１２とのニップ幅ｂ外の部分ｂ１を当該分離パッド１３の幅方向中央における接線Ｔよりも給紙ローラ１２側に位置させる。又、全幅Ｂに亘って幅方向中央部を凹とする湾曲形状の支持部材３０の表面に前記分離パッド１３を貼り付ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、給紙トレイに積載された用紙を最上位のものから１枚ずつ分離して給送するための分離パッド方式の給紙装置及びこれを備えた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、用紙を画像形成部に給送し、画像形成部において像担持体上に形成されたトナー像を用紙上に転写した後、該トナー像を用紙に定着するプロセスを経て画像が形成される。

ところで、用紙の画像形成部への給送は給紙装置によってなされるが、給紙装置では、給紙トレイに積載された用紙を１枚ずつ分離して画像形成部へと給送される。この給紙装置における用紙の分離方式としては、給紙カセット内の最上位の用紙に当接して該用紙を送り出す給紙ローラと、該給紙ローラに圧接された分離パッドを備え、給紙ローラと分離パッド間に形成されるニップ部に進入した用紙を給紙ローラと分離パッドとの摩擦係数の差によって１枚ずつ分離する分離パッド方式が知られている。

斯かる分離パッド方式を採用する給紙装置における分離パッドと給紙ローラとのニップＮ１（当接部）は、図５に斜線にて示すように、分離パッド１１３の幅方向両端部に向かって幅が狭くなっているため、このニップＮ１に用紙が進入したときに回転力が作用し易く、用紙の斜め送り（スキュー）が発生し易いという問題があった。

そこで、特許文献１には、図６に示すように、給紙ローラ２１２の軸線方向における分離パッド２１３の両端部を給紙ローラ２１２に向けて突出させる構成が開示されている。この構成によれば、分離パッド２１３と給紙ローラ１２１とのニップＮ２（当接部）は図７に斜線にて示すように分離パッド２１３の幅方向（図７の左右方向）両端に形成されるため、用紙に回転力が作用しにくくなり、用紙の斜め送り（スキュー）が防がれる。尚、図６において、２１４は分離パッド２１３を給紙ローラ２１２に押圧する加圧バネである。

又、特許文献２には、分離パッドへの用紙の引っ掛かり等を防ぐために、図８に示すように、分離パッド３１３の給紙ローラ３１２と当接するニップ幅の以外の両端部を接線Ｔよりも給紙ローラ３１２から離れる方向に位置させる構成が開示されている。
特開２０００−１８５８３５号公報 特開２００５−２１３０２５号公報

ところで、市場では多種メディアの給紙要求が高まっているが、特に手差し給紙においては、坪量８０〜１１０ｇ／ｍ² の薄手のコート紙に対する継ぎ足し積載時や空気中の湿気による影響で紙間が表面張力によって吸着する場合に発生する重送の問題と、坪量２２０ｇ／ｍ² のカラー専用紙及び薄紙の給送時に発生する鳴きの問題を同時に解決することができる分離パッド方式は存在しない。

特許文献１において提案されているように、給紙ローラ２１２の軸線方向における分離パッド２１３の両端部を給紙ローラ２１２に向けて突出させると（図６参照）、ニップ量が減少して鳴き音は小さくなることが予想されるが、コート紙の継ぎ足しによる重送が発生し易い。

又、特殊な発泡ウレタンで構成された分離パッドでは、表面の気泡部に用紙が引っ掛かるため、特許文献２において提案されているように分離パッド３１３の給紙ローラ３１２と当接するニップ幅の以外の両端部を接線Ｔよりも給紙ローラ３１２から離れる方向に位置させるよう構成しても（図８参照）、コート紙の重送と分離パッド３１３の鳴きの問題を同時に解決することは不可能である。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、用紙の重送と鳴きの問題を同時に解決することができる給紙装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、用紙を積載する給紙トレイと、該給紙トレイの最上位の用紙に当接して該用紙を送り出す給紙ローラと、該給紙ローラに圧接されて用紙を１枚ずつ分離する分離パッドを備えた分離パッド方式の給紙装置において、前記分離パッドを全幅に亘って幅方向中央部を凹とする湾曲形状とし、該分離パッドの幅方向両端部の前記給紙ローラとのニップ幅外の部分を当該分離パッドの幅方向中央における接線よりも給紙ローラ側に位置させたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、全幅に亘って幅方向中央部を凹とする湾曲形状の支持部材の表面に前記分離パッドを貼り付けたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、給紙手段によって用紙を画像形成部に給送し、前記画像形成部において像担持体上に形成されたトナー像を用紙上に転写した後、該トナー像を用紙に定着する画像形成装置において、前記給紙手段を請求項１記載の給紙装置で構成したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、分離パッドを全幅に亘って幅方向中央部を凹とする湾曲形状とし、該分離パッドの幅方向両端部の給紙ローラとのニップ幅外の部分を当該分離パッドの幅方向中央における接線よりも給紙ローラ側に位置させたため、ニップ部両端の面圧が増加し、用紙進行方向におけるニップ幅が大きくなって分離力が高められるとともに、分離パッドの幅方向両端のエッジへと用紙先端の当接による該用紙先端の座屈力を積極的に利用して重送に対する分離性能を高めることができ、用紙の重送を確実に防ぐことができる。

又、給紙ローラと分離パッドとの用紙進行方向におけるニップ幅が狭くなるためにニップ面積が減少し、分離パッドを支持する支持部材の用紙進行方向における振動を抑制して鳴きの発生を防ぐことができる。

請求項２記載の発明によれば、全幅に亘って幅方向中央部を凹とする湾曲形状の支持部材の表面に前記分離パッドを貼り付けることによって、該分離パッドを請求項１記載の所望の形状に容易に成形することができる。

請求項３記載の発明によれば、用紙の重送と鳴きの発生を防ぎつつ用紙を画像形成部へと確実に給送することができ、高質画像を安定的に得ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

先ず、本発明に係る画像形成装置の一形態としてのレーザープリンタの基本構成と作用を図１に基づいて説明する。

図１はレーザープリンタの側断面図であり、図示のレーザープリンタ１においては、箱状の本体（筐体）２の上面の中央部に、傾斜した凹状の排紙トレイ３が設けられている。そして、本体２の前面（図１の右側が前方）上部には開閉可能な手差しトレイ４が設けられており、この手差しトレイ４とその奥の本体２内に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラ５は手差用の給紙装置６を構成している。

而して、レーザープリンタ１は、本体２内に設けられた搬送路Ｌに沿って記録材である用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するものであって、前記搬送路Ｌは、側面視略Ｌ字状を成して前記排紙トレイ３へと延びている。

又、レーザープリンタ１は、本体２の下部に設けられた給紙装置７と、該給紙装置７上方の本体２内の略中央部に設けられた画像形成部８と、該画像形成部８の後方に配された定着装置９と、該定着装置９上方の本体２上面に設けられた凹状の排紙装置１０を備えている。

上記給紙装置７は、上面が開放された矩形箱状の給紙トレイ１１内に複数枚の用紙を積層収容するとともに、給紙トレイ１１内の用紙を１枚ずつ分離して前記画像形成部８へと給送する分離パッド方式を採用した装置であって、給紙トレイ１１の最上位の用紙に当接して該用紙を送り出す給紙ローラ１２と、該給紙ローラ１２に圧接されて用紙を１枚ずつ分離する分離パッド１３を備えており、分離パッド１３は加圧バネ１４によって給紙ローラ１２に押圧され、両者間にはニップＮが形成されている。そして、給紙ローラ１２の近傍には、１枚ずつ分離されて給紙ローラ１２によって送り出された用紙を搬送路Ｌへと搬送する搬送ローラ対１５が設けられている。そして、搬送路Ｌには、前記搬送ローラ対１５によって搬送される用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで画像形成部８へと供給するレジストローラ対１６が設けられている。

前記画像形成部８は、給紙装置６又は７から供給された用紙に画像を形成するものであって、本体２内の略中央部に回転可能に配された像担持体としての感光ドラム１７と、その周囲に配置された帯電器１８、現像手段である現像装置１９、転写手段である転写ローラ２０及びクリーニング装置２１と、これらの上方に配置されたレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）２２、トナーホッパー２３等を備えている。

又、前記定着装置９は、画像形成部８において用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させるためのものであって、互いに圧接されて回転する定着ローラ２４と加圧ローラ２５を備えている。

更に、前記排紙装置１０は、定着装置９においてトナー像が定着された用紙を本体２外へと排出するためのものであって、搬送路Ｌの末端に設けられた排紙ローラ対２６と、搬送路Ｌを搬送される用紙を前記排紙ローラ対２６へと案内する縦リブ状の複数の搬送ガイドリブ２７及び本体２外へと排出される用紙を積載するための前記排紙トレイ３を備えている。

次に、以上の構成を有するレーザープリンタ１の画像形成動作について説明する。

例えばパーソナルコンピュータ（パソコン）等の端末から当該レーザープリンタ１にプリント開始信号が送信されると、画像形成部８においては、感光ドラム１７が不図示の駆動手段によって図１の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その表面が帯電器１８によって所定の電位に一様に帯電される。そして、端末から送信された画像データに基づくレーザー光がレーザースキャナユニット２２から出力されて感光ドラム１７上に照射されると、該感光ドラム１７上には静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム１７上に形成された静電潜像は、現像装置１９によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。

ところで、給紙トレイ１１から給紙を行う場合、給紙装置７の給紙トレイ１１内に収容された用紙は、給紙ローラ１２によって最上位のものから該給紙ローラ１２と分離パッド１３とのニップＮへと進入し、このニップＮにおいて給紙ローラ１２と分離パッド１３によって挟持されつつ送り出されるが、給紙ローラ１２と分離パッド１３との摩擦係数の差によって１枚ずつ分離されて重送が防がれる。

上述のように給紙装置７によって１枚ずつ分離されて送り出された用紙は、搬送ローラ対１５によって１８０°方向が反転されつつ搬送路Ｌをレジストローラ対１６に向けて搬送される。そして、レジストローラ対１６においては、用紙は、一時待機状態とされた後、感光ドラム１７上のトナー像に同期する所定のタイミングで画像形成部８へと供給される。

画像形成部８においては、感光ドラム１７と転写ローラ２０との間の転写ニップへと供給された用紙は、転写ローラ２０によって感光ドラム１７に押し付けられながら搬送されることによって、その表面（転写面）に感光ドラム１７上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着装置９へと搬送され、この定着装置９において定着ローラ２４と加圧ローラ２５によって挟み込まれて搬送される過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙へのトナー像の転写後に感光ドラム１７の表面に残留するトナー（転写残トナー）はクリーニング装置２１によって除去される。

而して、定着装置９にて表面にトナー像が定着された用紙は、搬送路Ｌを上方へと搬送され、搬送ガイドリブ２７に沿って排紙ローラ対２６へと導かれ、排紙ローラ対２６によって本体２上部の排紙トレイ３に排出されて積載され、一連の画像形成動作が完了する。

尚、ユーザーが手差しで給紙する場合には、手差し用の給紙装置６の手差しトレイ４上にセットされた用紙が給紙ローラ５によってレジストローラ対１６へと供給され、以後は前述と同様のプロセスを経て用紙に画像が形成される。

次に、前記給紙装置７の詳細を図２〜図４に基づいて説明する。尚、手差し用の給紙装置６も同様に構成されているため、これについての説明は省略する。

図２は給紙装置の斜視図、図３同給紙装置の給紙ローラと分離パッドとの関係を示す正面図、図４は給紙ローラと分離パッドとのニップ領域を示す分離パッドの平面図である。

図２に示すように、給紙装置７の給紙ローラ１２はローラ軸２８の幅方向中央に結着されており、ローラ軸２８の一端には駆動力を受けるためのギヤ２９が結着されている。そして、給紙ローラ１２の下方には、矩形板状の前記分離パッド１３が配されており、この分離パッド１３は前述のように加圧バネ１４（図３参照）によって給紙ローラ１２に加圧されており、両者間にはニップＮが形成されている（図３及び図４参照）。

ここで、分離パッド１３は、ＥＰＤＭ系のエラストマーで構成されており、図３に示すように、樹脂製の支持部材３０によって支持されている。

而して、本発明に係る給紙装置７においては、図３に示すように、分離パッド１３は、その全幅Ｂに亘って幅方向中央部を凹とする湾曲形状とされており、該分離パッド１３の幅方向両端部の給紙ローラ１２とのニップ幅ｂ外の部分ｂ１は、当該分離パッド１３の幅方向中央における接線Ｔよりも給紙ローラ１２側（図３の上側）に位置している。ここで、分離パッド１３の幅方向両端の接線Ｔから上方への突出量Ｄとしては０．５ｍｍ程度が望ましい。

尚、本実施の形態では、支持部材３０の表面（上面）を全幅Ｂに亘って幅方向中央部を凹とする湾曲形状に仕上げておき、この支持部材の表面に平板状の分離パッド１３を貼り付けることによって、該分離パッド１３の形状を前述のように全幅Ｂに亘って幅方向中央部を凹とする湾曲形状に成形している。

以上のように、本実施の形態では、分離パッド１３を全幅Ｂに亘って幅方向中央部を凹とする湾曲形状とし、該分離パッド１３の幅方向両端部の給紙ローラ１２とのニップ幅ｂ外の部分ｂ１を当該分離パッド１３の幅方向中央における接線Ｔよりも給紙ローラ１２側（図３の上側）に位置させたため、給紙ローラ１２と分離パッド１３とのニップＮの形状は図４に示すようになる。即ち、ニップＮは、幅方向中から両端に向かって短手方向（用紙進行方向）の幅が直線的に増大する形状（左右２つの二等辺三角形を合わせた形状）を示す。

従って、本発明に係る給紙装置７においては、ニップＮ両端の面圧が増加し、用紙進行方向におけるニップＮの幅が大きくなって分離力が高められるとともに、分離パッド１３の幅方向両端のエッジへと用紙先端の当接による該用紙先端の座屈力を積極的に利用して重送に対する分離性能を高めることができ、用紙の重送を確実に防ぐことができる。尚、分離パッド１３の材質によっては、ニップＮへの進入前の領域において分離パッド１３の幅方向両端のエッジをシート状のフィルムでカバーすれば、用紙先端の引っ掛かりによる給紙不良を防ぐことができる。

又、給紙ローラ１２と分離パッド１３との用紙進行方向におけるニップＮの幅が狭くなるためにニップＮの面積が減少し、分離パッド１３を支持する支持部材３０の用紙進行方向における振動を抑制して鳴きの発生を防ぐことができる。尚、分離パッド１３を支持する支持部材３０をフローティング支持して動きをローラ軸２８に追従させれば、ニップＮの面積を安定させることができる。

更に、本実施の形態では、全幅Ｂに亘って幅方向中央部を凹とする湾曲形状の支持部材３０の表面に分離パッド１３を貼り付けるようにしたため、該分離パッド１３を前述のような所望の形状に容易に成形することができる。

従って、本発明に係る給紙装置６，７を備えた図１に示すレーザープリンタ１によれば、用紙の重送と鳴きの発生を防ぎつつ用紙を画像形成部８へと確実に給送することができ、高質画像を安定的に得ることができる。

尚、以上は本発明を特にレーザープリンタ及びこれに備えられた給紙装置に適用した形態について説明したが、本発明は、プリンタの他、複写機やファクシミリ装置等、他の任意の画像形成装置及びこれに備えられた給紙装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

本発明に係る画像形成装置（レーザープリンタ）の側断面図である。 本発明に係る給紙装置の斜視図である。 本発明に係る給紙装置の給紙ローラと分離パッドとの関係を示す正面図である。 本発明に係る給紙装置の給紙ローラと分離パッドとのニップ領域を示す分離パッドの平面図である。 従来の給紙装置の給紙ローラと分離パッドとのニップ領域を示す分離パッドの平面図である。 従来の給紙装置の給紙ローラと分離パッドとの関係を示す正面図である。 図６に示す給紙装置の給紙ローラと分離パッドとのニップ領域を示す分離パッドの平面図である。 従来の給紙装置要部の部分断面図である。

符号の説明

１ レーザープリンタ（画像形成装置）
２ プリンタ本体
３ 排紙トレイ
４ 手差しトレイ
５ 給紙ローラ
６，７ 給紙装置
８ 画像形成部
９ 定着装置
１０ 排紙装置
１１ 給紙トレイ
１２ 給紙ローラ
１３ 分離パッド
１４ 加圧バネ
１５ 搬送ローラ対
１６ レジストローラ対
１７ 感光ドラム
１８ 帯電器
１９ 現像装置
２０ 転写ローラ
２１ クリーニング装置
２２ レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
２３ トナーホッパー
２４ 定着ローラ
２５ 加圧ローラ
２６ 排紙ローラ対
２７ 搬送ガイドリブ
２８ 給紙ローラ軸
２９ ギヤ
３０ 支持部材
Ｂ 分離パッド幅
ｂ ニップ幅
ｂ１ 分離パッドのニップ幅外の部分
Ｌ 搬送路
Ｎ ニップ
Ｔ 接線

Claims (3)

1. 用紙を積載する給紙トレイと、該給紙トレイの最上位の用紙に当接して該用紙を送り出す給紙ローラと、該給紙ローラに圧接されて用紙を１枚ずつ分離する分離パッドを備えた分離パッド方式の給紙装置において、
   前記分離パッドを全幅に亘って幅方向中央部を凹とする湾曲形状とし、該分離パッドの幅方向両端部の前記給紙ローラとのニップ幅外の部分を当該分離パッドの幅方向中央における接線よりも給紙ローラ側に位置させたことを特徴とする給紙装置。
2. 全幅に亘って幅方向中央部を凹とする湾曲形状の支持部材の表面に前記分離パッドを貼り付けたことを特徴とする請求項１記載の給紙装置。
3. 給紙手段によって用紙を画像形成部に給送し、前記画像形成部において像担持体上に形成されたトナー像を用紙上に転写した後、該トナー像を用紙に定着する画像形成装置において、
   前記給紙手段を請求項１又は２記載の給紙装置で構成したことを特徴とする画像形成装置。
   

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