JP2016023074A - 記録材搬送機構、記録材搬送装置、記録材冷却装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録材搬送方向および垂直方向における装置の大型化を抑制しながら、押し込み部材の押圧力のばらつきを低減できる記録材搬送機構を提供する。【解決手段】記録材搬送機構３００は、記録材を直接的または間接的に押圧、搬送する回転体１６ａと、回転体の長手方向に突出する回転軸１６ｂと、回転体の長手方向に延在する押し込み部材３２０を有し、押し込み部材３２０の一端はフレーム３１０に締結された固定部３２０ｄを有し、他端は回転軸を直接的または間接的に押し込む作用部３２０ｂを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、シート状記録材用の記録材搬送機構、記録材搬送装置、記録材冷却装置および画像形成装置に関するものである。

記録材を搬送するために一対のローラで挟持搬送する方法が従来から知られている。また、記録材を挟持搬送するためにローラを加圧する方法として、ローラの軸に対して交差する方向に設けた板ばね部材により該軸を押圧する方法が知られている（特許文献１）。

フックの法則によれば、Ｆ＝−ｋｘが成り立つ。ここで、Ｆは力、ｘはばねの自然長からの伸び、ｋはばね定数である。また、板ばね部材の腕が長いほどｋが小さくなるため、例えば製造ばらつきによりｘが変位したときのＦの変位も小さくなる。よって、ｋを小さく保って押圧力のばらつきを小さくするため、板ばね部材の腕を長くするのが好ましい。

ここで、特許文献１における板ばね部材の腕を長くすれば、押圧力のばらつきは低減されるが、その分記録材搬送方向に装置が大型化してしまう。逆に、板ばね部材の腕を短くすれば、装置の大型化は回避できるが板ばね部材の押圧力のばらつきが増大してしまう。
また、コイルばねを用いてローラの軸を押圧する方法が考えられるが、コイルばねの先端にローラ軸を受容するための部材を設ける必要があり、部品点数が増大してしまう。さらに、コイルばねを設置するために垂直方向の大きめのスペースが必要となり、垂直方向に装置が大型化してしまう。

そこで本発明は、記録材搬送方向および垂直方向における装置の大型化を抑制しながら、押し込み部材の押圧力のばらつきを低減できる記録材搬送機構を提供することを課題とする。

この課題を解決するため、記録材を直接的または間接的に押圧、搬送する回転体と、
前記回転体の長手方向に突出する回転軸と、前記回転体の長手方向に延在する押し込み部材を有する、記録材搬送機構であって、前記押し込み部材の一端はフレームに締結された固定部を有し、他端は前記回転軸を直接的または間接的に押し込む作用部を有することを特徴とする記録材搬送機構を提案する。

記録材搬送方向および垂直方向における装置の大型化が抑制される。少ない部品点数で押し込み部材を構成でき、押し込み部材の押圧力のばらつきが低減される。

実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。 図１に示す冷却装置の拡大図である。 奥側から見た冷却装置の概略構成図である。 排出ローラの上側ローラ近傍の概略側面図である。 押圧ローラユニットの概略斜視図である。 押圧ローラユニットの他の実施形態を示す概略図である。 押圧ローラユニットの他の実施形態を示す部分斜視図である。 軸方向外側から見た軸受と押し込み部材の概略正面図である。 軸受の変形例を示す概略図である。 押し込み部材の変形例であって、軸方向外側から見た押し込み部材と回転軸の概略図である。 押し込み部材の腕部と固定部の長さの関係を説明する模式図である。 押し込み部材の概略側面図である。 押し込み部材の模式図である。 固定部をフレームの上側に設ける場合の、フレームの概略平面図である。 固定部をフレームの上側に設ける場合の、フレームの概略平面図である。 固定部をフレームの上側に設ける場合の、フレームの概略平面図である。 押圧ローラユニットを記録材冷却装置に適用した模式図である。

図１は、実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋを並べて配設したタンデム型の画像形成部を備える。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、画像形成装置本体２００に着脱可能に構成されており、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。

具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２の表面にトナー像を形成する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面を清掃するクリーニング手段としてのクリーニングブレード５を備えている。なお、図１では、イエローのプロセスユニット１Ｙが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニングブレード５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋにおいては符号を省略している。

図１において、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの上方には、感光体２の表面を露光する露光手段としての露光装置６が配設されている。露光装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体２の表面へレーザ光を照射するようになっている。

また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、転写体としての無端状のベルトから構成される中間転写ベルト１０を有する。中間転写ベルト１０は、支持部材としての複数のローラ２１〜２４に張架されており、それらローラ２１〜２４のうちの１つが駆動ローラとして回転することによって、中間転写ベルト１０は図の矢印に示す方向に周回走行（回転）するように構成されている。

４つの感光体２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１はそれぞれの位置で中間転写ベルト１０の内周面を押圧しており、中間転写ベルト１０の押圧された部分と各感光体２とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。各一次転写ローラ１１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）および／または交流電圧（ＡＣ）が一次転写ローラ１１に印加されるようになっている。

また、中間転写ベルト１０を張架する１つのローラ２４に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。この二次転写ローラ１２は中間転写ベルト１０の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト１０とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ１２は、一次転写ローラ１１と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）および／または交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１２に印加されるようになっている。

画像形成装置本体２００の下部には、紙やＯＨＰ等のシート状の記録材Ｐを収容した複数の給紙カセット１３が配設されている。各給紙カセット１３には、収容されている記録材Ｐを送り出す給紙ローラ１４が設けてある。また、画像形成装置本体２００の図の左側の外面には、機外に排出された記録材Ｐをストックする排紙部としての排紙トレイ２０が設けてある。

画像形成装置本体２００内には、記録材Ｐを給紙カセット１３から二次転写ニップを通って排紙トレイ２０へ搬送するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ１２の位置よりも記録材搬送方向上流側にはレジストローラ１５が配設されている。また、二次転写ローラ１２の位置よりも記録材搬送方向下流側には、定着装置８、記録材冷却装置９、一対の排出ローラ１６が順次配設されている。定着装置８は、例えば、内部に図示しないヒータ（熱源）を有する定着部材としての定着ローラ１７と、定着ローラ１７を加圧する加圧部材としての加圧ローラ１８を備える。定着ローラ１７と加圧ローラ１８とが接触した箇所には、定着ニップが形成されている。

以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの感光体２が図の反時計回りに回転駆動され、帯電ローラ３によって各感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。図示しない読取装置によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、露光装置６から帯電された各感光体２の表面にレーザ光が照射されて、各感光体２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

中間転写ベルト１０を張架するローラの１つが回転駆動し、中間転写ベルト１０を図の矢印の方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧または定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ１１と各感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各感光体２に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト１０上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト１０はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。また、中間転写ベルト１０に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニングブレード５によって除去される。

給紙ローラ１４が回転することによって、給紙カセット１３から記録材Ｐが搬出される。搬出された記録材Ｐは、レジストローラ１５によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト１０との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１２には、中間転写ベルト１０上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト１０上のトナー画像が記録材Ｐ上に一括して転写される。その後、記録材Ｐは定着装置８に送り込まれ、定着ローラ１７と加圧ローラ１８によって記録材Ｐが加圧および加熱されてトナー画像が記録材Ｐ上に定着される。そして、記録材Ｐは、記録材冷却装置９によって冷却された後、一対の排出ローラ１６によって排紙トレイ２０に排出される。

両面印刷の場合は、冷却後の記録材Ｐを切換爪２５を切り換えることにより反転路２６へ導き、切換爪２７を切り換えてローラ２８などを逆回転させることにより反転後の記録材Ｐを反転路２９からレジストローラ１５へと再給紙して記録材の表裏を反転させる。このとき、中間転写ベルト１０上には裏面画像となるトナー画像を形成して担持させておき、記録材Ｐの裏面にトナー画像を転写して定着装置８による定着処理と記録材冷却装置９による冷却処理を経て、排出ローラ１６により排紙トレイ２０上に排紙する。

以上の説明は、記録材にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つまたは３つのプロセスユニットを使用して、２色または３色の画像を形成したりすることも可能である。

図１を参照して、記録材冷却装置９を通過した記録材Ｐの反転路または排紙部へ案内する案内部について説明する。
記録材冷却装置９の下流側に、記録材冷却装置９を通過した記録材Ｐを案内する案内部が設けられている。ここでは案内部としての搬送ガイド板（不図示）と切換爪２５が設けられている。片面印刷時などに切換爪２５が図示の位置にあるときは、記録材Ｐは搬送ガイド板に案内されて排出ローラ１６により排紙トレイ２０に排出される。両面印刷時には切換爪２５は不図示の位置に切り換えられ、記録材Ｐは反転路２６に導かれる。その後、記録材Ｐはローラ２８の回転と切換爪２７の作用により、反転路２９に案内され、二次転写ニップにおいて裏面に画像が形成される。

ところで、記録材冷却装置９は、図２に示すように、記録材搬送装置３０のベルトの走行によって挟持搬送されるシート状記録材Ｐを冷却する冷却部材３３を備えたものである。記録材搬送装置３０は、シート状記録材Ｐの一方の面（表面または上面）側に配置される第１の搬送機構３１と、シート状記録材Ｐの他方の面（裏面または下面）側に配置される第２の搬送機構３２を備える。また、各搬送機構に対してそれぞれ冷却部材３３を備え、第１冷却部としての冷却部材（液冷プレート）３３ａがシート状記録材Ｐの他方の面（裏面または下面）側に配置され、第２冷却部としての冷却部材３３ｂがシート状記録材Ｐの一方の面（表面または上面）側に配置され、第３冷却部としての冷却部材３３ｃがシート状記録材Ｐの他方の面（裏面または下面）側に配置されている。

冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、シート状記録材の走行方向に沿ってずれて配置されている。また、一方の冷却部材３３ｂは、下面が僅かに膨出した扁平円弧面状の吸熱面３４ｂとされ、他方の冷却部材３３ａ，３３ｃは、上面が僅かに膨出した扁平円弧面状の吸熱面３４ａ，３４ｃとされている。そして、各冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃの内部には、冷却液が流れる冷却液流路が形成されている。

この記録材冷却装置は、図３に示すように、発熱部としての記録材Ｐからの熱を受ける受熱部４５と、受熱部４５の熱を放熱する放熱部４６と、受熱部４５と放熱部４６とを冷却液が循環する循環路４７とを有する冷却液循環回路４４を備える。この循環路４７内には、冷却液を循環させるためのポンプ４８と、冷却液を溜めるタンク４９とが配置されている。そして、液冷プレートである冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃを受熱部４５として機能させる。また、放熱部４６としてラジエータ等からなる。冷却液には、例えば、水を主成分とし、凍結温度を下げるためのプロピレングリコールまたはエチレングリコールや、金属製の部品の錆を防止するための防錆剤（例えば、リン酸塩系物質：リン酸カリ塩、無機カリ塩等）が添加されたもの等がある。

循環路４７としては、冷却部材３４ａの一方の開口部とタンク４９とを連結する配管５０と、冷却部材３４ａの他方の開口部と冷却部材３３ｂの一方の開口部とを連結する配管６６と、冷却部材３３ｂの他方の開口部と冷却部材３３ｃの一方の開口部を連結する配管５１と、冷却部材３３ｃの他方の開口部と放熱部４６としてラジエータとを連結する配管５２と、放熱部４６としてラジエータとポンプ４８とを連結する配管５３と、ポンプ４８とタンク４９とを連結する配管５４とを備える。配管５０，６６，５１，５２，５３，５４を有する循環路４７は一本の流路を形成しているが、冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃ内では蛇行しており、冷却液が効果的に冷却部材を冷却するようになっている。

第１の搬送機構３１は、張架部材として複数個（図例では４個）のローラ（従動ローラ）５５と、このローラ５５に掛け回されるベルト部材としてのベルト（搬送ベルト）５６とを備える。第２の搬送機構３２は、張架部材として複数個（図例では４個）のローラ（従動ローラ）５７ｃ，５７ｄ，５８と、駆動ローラ５７ａと、ローラ５７，５８に掛け回されるベルト部材としてのベルト（搬送ベルト）５９とを備える。

このため、記録材Ｐを搬送する際には、第１の搬送機構３１のベルト５６と第２の搬送機構３２のベルト５９とで、記録材Ｐを挟持搬送することになる。すなわち、駆動ローラ５７ａが駆動することによって、図２に示すように、ベルト５９が矢印Ａ方向に走行し、ベルト５６，５９間に挟まれた記録材Ｐを介して、第２の搬送機構３２のベルト５９の走行に伴って、第１の搬送機構３１のベルト５６が矢印Ｂ方向に走行する。これによって、記録材Ｐは矢印Ｃ方向沿って、上流側から下流側へと搬送される。

次に、前記のように構成された記録材冷却装置の動作について説明する。記録材Ｐの挟持搬送する場合、図２等に示すように、第１の搬送機構３１と第２の搬送機構３２とを近接させた状態とする。この図２に示す状態において、第２の搬送機構３２の駆動ローラ５７ａを回転駆動させれば、前記したように、各ベルト５６，５９が矢印方向に走行して、記録材Ｐは矢印方向に走行する。この状態では、前記冷却液循環回路４４において、冷却液を循環させる。すなわち、ポンプ４８を駆動することによって、冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃの冷却液流路内に冷却液を流す。

この際、第１の搬送機構３１のベルト５６の内面が、冷却部材３３ｂの吸熱面３４ｂを摺動し、第２の搬送機構３２のベルト５９の内面が、冷却部材３３ａの吸熱面３４ａと冷却部材３３ｃの吸熱面３４ｃを摺動する。このため、記録材Ｐの表面（上面）側から、ベルト５６を介して冷却部材３３ｂは記録材Ｐの熱を吸収する。また、記録材Ｐの裏面（下面）側から、ベルト５９を介して冷却部材３３ｃ，３３ａは記録材Ｐの熱を吸収する。この場合、冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃが吸収した熱量を冷却液が外部に輸送することで冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃは低温に保たれる。

すなわち、ポンプ４８を駆動することによって、冷却液が冷却液循環回路４４内を循環し、冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃの冷却液流路内を流れて吸熱して高温となった冷却液が、放熱部として機能するラジエータを通過することによって、外気へ放熱され、その温度が低下する。そして、低温となった冷却液が再度冷却液流路内を流れて、冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃが放熱部４６と機能する。このため、このサイクルを繰り返すことによって、記録材Ｐは両面から冷却される。

次に、本発明の特徴点ついて説明する。
図４は押圧ローラユニットの一実施形態を示す図であり、特に排出ローラ１６の上側ローラ１６Ａ近傍の概略側面図である。
記録材搬送機構としての押圧ローラユニット３００は、上側ローラ１６Ａ、軸受ガイド部材３４０、フレーム３１０、押し込み部材３２０などを有する。押圧ローラユニット３００は画像形成装置本体２００にねじ留めされ、排出ローラ１６を構成している。上側ローラ１６Ａは、記録材Ｐの搬送方向と交差する長手方向（軸方向）に設けられ記録材を挟持搬送する回転体１６ａと、回転体から長手方向へ突出する回転軸１６ｂとを有する。回転軸１６ｂは例えば鉄などの金属部材からなり、回転体１６ａは例えばスポンジなどの弾性部材からなり、回転軸１６ｂのまわりを覆っている。ここで、上側ローラ１６Ａは、上側ローラ１６Ａの長手方向と同じ方向に延在する押し込み部材３２０によって図の下方へ押し込まれている。押し込み部材３２０は複数の折り曲げ部を有する平坦な金属部材であって、板ばねである。上側ローラ１６Ａの長手方向に押し込み部材３２０を設けることで、記録材搬送方向および垂直方向における装置の大きさを小型化できるとともに、押し込み部材３２０に十分な長さを与えられるため押圧力のばらつきを低減することができる。

図４は、従動側の上側ローラ１６Ａと不図示の駆動側の下側ローラとによって記録材Ｐを搬送しているときの図である。従って、上側ローラ１６Ａは記録材Ｐによって上方へ押圧されていて、加圧位置にある。その上側ローラ１６Ａは押し込み部材３２０により下方へ押圧されているので、上側ローラ１６Ａと下側ローラの間にニップに記録材Ｐが搬送されてきたとき、記録材Ｐは上側ローラ１６Ａと下側ローラでしっかり押圧され、搬送される。なお、駆動源（不図示）からの動力が伝達される下側ローラは固定されていて、上下に移動できない。また、記録材Ｐが上側ローラ１６Ａと下側ローラの間のニップ内にないときでも、押圧ローラユニット３００の組み立て時においては、上側ローラ１６Ａは押し込み部材３２０により弱い力で下方へ押圧されている。

図４において、押し込み部材３２０の一端は、ねじ３１１により押圧ローラユニット３００のフレーム３１０に締結された固定部３２０ｄを有している。押し込み部材３２０の他端側は、回転軸１６ｂを直接的または間接的に下方へ押し込む作用部３２０ｂを有している。本例では、作用部３２０ｂの先端３２０ａが、フレーム３１０にねじ３６０により締結された軸受ガイド部材３４０の切欠３５０に挿通されており、回転軸１６ｂの端部に設けられた軸受３３０を押圧している。また、押し込み部材３２０は、固定部３２０ｄと作用部３２０ｂとの間に腕部３２０ｃを有し、腕部３２０ｃは、固定部３２０ｄから回転体１６ａに向けて折り曲げられている。

ここで、押し込み部材３２０の固定部３２０ｄは回転体１６ａと対向しており、フレーム３１０の外側でなく内側に位置している。これにより、回転体１６ａの上方の余剰空間を利用して押し込み部材３２０を設けることができるので、垂直方向の装置の大型化を抑制できる。

図５は押圧ローラユニット３００の概略斜視図である。
上側ローラ１６Ａの軸受３３０は軸受ガイド部材３４０の切欠３５０に挿通されていて、上側ローラ１６Ａと軸受ガイド部材３４０はフレーム３１０に対してねじ３６０で止められている。押し込み部材３２０は、フレーム３１０に対して内側からねじ３１１で留められている。ねじ留めに代えて溶接を用いてもよい。図５では、上側ローラ１６Ａの軸受３３０は隠れていて見えない。また、押し込み部材３２０の腕部３２０ｃが進退可能な進入路３１２がフレーム３１０に形成されている。進入路３１２は開口部として形成されている。上側ローラ１６Ａと下側ローラの間への記録材の進入により腕部３２０ｃの端部は上昇するが、進入路３１２により、固定部３２０ｄを固定するフレーム３１０と腕部３２０ｃが干渉することはない。腕部３２０ｃの端部の上昇については後述する。

図６は押圧ローラユニットの他の実施形態を示す概略図であり、図６（ａ）は押圧ローラユニットの概略側面図、図６（ｂ）は同概略平面図である。
図６（ａ）に示すように、押し込み部材３２０の固定部３２０ｄを回転軸１６ｂの端部より長手方向外側（図の右側）でフレーム３１０にねじ留めし、押し込み部材３２０を固定部３２０ｄから軸受３３０に向かって延在させている。この場合、排出ローラ１６は上側ローラ１６Ａと下側ローラ１６Ｂを有し、上側ローラ１６Ａおよび下側ローラ１６Ｂは回転体１６ａ，１６ｃおよび回転軸１６ｂ，１６ｄをそれぞれ有する。ここで、下側ローラ１６Ｂは駆動ローラ、上側ローラ１６Ａは従動ローラである。すなわち、下側ローラ１６Ｂの回転軸１６ｄにギヤ３７０が設けられ、ギヤ３７０にはモータＭのギヤ３７１が噛み合っている。従って、このとき図６（ｂ）に示すように、回転軸１６ｂの端部より長手方向外側には余剰空間があるため、この余剰空間に押し込み部材３２０を設置することができる。これによっても、垂直方向の装置の大型化を抑制できる。

図７は、押圧ローラユニットの他の実施形態を示す部分斜視図である。本例の押圧ローラユニットは、１つの回転体１６ａを有していた図５の押圧ローラユニットと異なり、２つの回転体１６ａ、これらを押圧する４つの押し込み部材３２０、フレーム（不図示）、回転軸１６ｂに設けられた４つの軸受３３０および２つの軸受ガイド部材３４０などを有する。ただし、図７（ａ）では、フレームや軸受ガイド部は示されていない。図７（ｂ）では、押し込み部材３２０と回転体１６ａに加えて、軸受ガイド部材３４０が示されている。押圧ローラユニットの他端も同様の構成であるため、ここでは一端のみを示している。

押し込み部材３２０は、回転体１６ａの長手方向の一端側に固定部３２０ｄ（図４）を有し、他端側に軸受３３０を介して回転軸１６ｂを押し込む作用部３２０ｂを有する。また、軸受３３０は、軸方向外側の円筒部３３１と、軸方向内側で円筒部３３１より半径方向外側に突出したフランジ３３２とを有している。図７（ｂ）に示すように、軸受ガイド部材３４０は折り曲げられた平坦な金属部材からなり、その断面はコ字状になっている。軸受ガイド部材３４０は回転体１６ａの軸方向と垂直に延在し、２つの上側ローラ１６Ａとフレーム（不図示）とにねじなどで固定されている。軸受ガイド部材３４０は、排出ローラ１６の押し込み方向（上下方向）に互いに略平行に延びる一対のガイド部３４０ａと一対のガイド部３４０ｂを有しており、ガイド部３４０ａとガイド部３４０ｂは段部３４１により接合している。切欠３５０ａの幅は切欠３５０ｂの幅より大きい。切欠３５０ａ，３５０ｂの記録材搬送方向の幅は、軸受ガイド部材３４０の一対のガイド部３４０ａと一対のガイド部３４０ｂで画定されている。

図８は、軸方向外側から見た軸受３３０と押し込み部材３２０の概略正面図であり、同時に押し込み部材３２０の平面図、左側面図および右側面図も概略的に示している。この図では、押し込み部材３２０は変形例として示されている。また、説明のために押し込み部材３２０は軸受３３０に接触していないが、押圧ローラユニット３００を組み立て時には、押し込み部材３２０はばね力によりフランジ３３２に接触する。図８に示すように、ガイド部３４０ａの成す切欠３５０ａの横幅はフランジ３３２の径より小さいが、円筒部３３１の径よりも僅かに大きい。円筒部３３１はガイド部３４０ａの成す切欠３５０ａを通って軸方向外側に突出している。一方、段部３４１より上方に位置するガイド部３４０ｂの成す切欠３５０ｂは円筒部３３１よりも小さい。従って、軸受３３０は切欠３５０ａ内でガイド部３４０ａによりガイドされ上下方向に移動できるが、円筒部３３１は段部３４１により段部３４１よりも上方への移動を規制される。この規制により、図４のように押し込み部材３２０の固定部３２０ｄが回転体１６ａと対向していて、ねじ３１１の頭が回転体１６ａに向かって突出していても、上昇した回転体１６ａがねじ３１１の頭に接触しないようになっている。

また、図４では、ねじ３１１は回転軸１６ｂの中心の真上には配置されておらず、軸中心から図中手前または奥にずれて配置されている。これにより、回転体１６ａとねじ３１１の頭の接触がより確実に回避される。なお、ねじ３１１に代えてスポット溶接で押し込み部材３２０をフレーム３１０に締結してもよい。溶接部は回転体１６ａに向かって突出しないため、一箇所でスポット溶接する場合、溶接部は上記軸中心の真上に位置するのが好ましい。これにより、溶接部を支点とする、押し込み部材３２０からローラに加わる押圧力をなるべく一様にすることができ、押し込み部材３２０への負荷も低減することができる。

図７（ｂ）、図８に示すように、切欠３５０ａの横幅より大きい径を有するフランジ３３２は軸受ガイド部材３４０よりも軸方向内側に配置されている。ローラはその両端で同構造の軸受３３０を有するため、軸方向へのローラの移動が規制されている。また、フランジ３３２の下部は軸受ガイド部材３４０の底面３４２に接触するため、このときに軸受３３０の下方への移動が規制される。

ここで、押し込み部材３２０の先端３２０ａは、ガイド部３４０ｂの成す切欠３５０ｂの横幅よりも短い接触部３２０ｅを有し、接触部３２０ｅは切欠３５０ｂを通って軸方向外側に突出しており、フランジ３３２の外周面に接触できる。また、押し込み部材３２０自体の横幅は切欠３５０ａの幅よりも大きくなっている。これは、押し込み部材３２０の押圧力（ばね定数）がその幅や厚さなどで決まるため、本例ではローラ（回転体１６ａ）を押すのに必要な押圧力を得るために押し込み部材３２０の幅を切欠３５０ａの幅よりも大きくしているからである。従って、所望の押圧力が得られれば、押し込み部材３２０の幅は切欠３５０ａの幅よりも小さくてもよい。

図９は、軸受３３０の変形例を示す概略図である。図９（ａ）は軸受３３０の斜視図、図９（ｂ）は同正面図である。
図９（ａ）に示すように、軸受３３０は、円形状の開口３４３を備えた円筒部３４５と円筒部３４５の両端に形成されたフランジ３４７とを有し、フランジ３４７の外周面の一部は平面３４９を成している。また、２つのフランジ３４７の間には凹部３５１が形成されている。

図９（ｂ）に示すように、開口３４５には回転軸１６ｂを挿通可能であって、回転軸１６ｂは軸受３３０に対して相対的に回転可能である。押圧ローラユニットの組み立て時において、平面３４９は押し込み部材３２０の先端３２０ａを受ける受け面として機能する。凹部３５１には、図７（ｂ）に示すガイド部３４０ａが挟み込まれ、２つのフランジ３４７によって軸受３３０は上下方向に案内される。円筒部３４５が段部３４１（図７（ｂ））に当接したとき円筒部３４５のさらなる上方への移動は規制され、この規制位置が軸受３３０の最上位置になる。

押し込み部材３２０の先端３２０ａが回転軸１６ｂを直接押す場合、先端３２０ａと回転軸１６ｂの外周面とは点接触することになり、両者の接触が不安定になる。だが、軸受３３０を図９の形態とすることで、平面３４９が確実に先端３２０ａと接触するので、より確実にローラを押し込むことができる。

図１０は、押し込み部材３２０の変形例であって、軸方向外側から見た押し込み部材３２０と回転軸１６ｂの概略図である。先述したとおり、押し込み部材３２０の先端３２０ａが回転軸１６ｂを直接押し込んでもよいが、平坦な先端３２０ａと回転軸１６ｂの外周面とは点接触することになり、両者の接触は不安定となる。そのため、図７の例では軸受３３０と軸受ガイド部材３４０を使用してローラと押し込み部材３２０の動きを安定化させている。そこで本例では、平坦な押し込み部材３２０の先端３２０ａに切欠部を形成し、切欠部の内側の辺と回転軸１６ｂの外周面とが２点（図１０（ａ））または３点（図１０（ｂ））で接触するようにした。このようにして、押し込み部材３２０が回転軸１６ｂ（または軸受３３０）を安定的に直接押し込むことを可能とした。図１０（ａ）では、三角形の切欠部３５３を形成しており、図１０（ｂ）では、四角形の切欠部３５５を形成している。また本例では、図７（ａ）のように先端３２０ａは腕部３２０ｃと略平行に延びておらず、腕部３２０ｃから一度折れ曲がったところで終端している。よって、先端３２０ａは回転軸１６ｂに対して直角に近い角度で延びており、またはローラ間への記録材の進入時に先端３２０ａは回転軸１６ｂに対して直角に近い角度で接触する。これにより、押し込み部材３２０の押圧力がロス無しに回転軸１６ｂに伝達する。

図１０（ｃ）では、押し込み部材３２０の先端３２０ａは図示の形状の切欠部３５７を有し、規制部３５９が内側に向かって形成され、切欠部３５７に回転軸１６ｂが挿通されている。この場合、先端３２０ａが上方と左右で回転軸１６ｂを取り囲んでおり、下方では規制部３５９の間の間隔が回転軸１６ｂの径よりも小さいため、回転軸１６ｂが押し込み部材３２０から抜け出ることはない。従って、軸受ガイド部材３４０が無くても、排出ローラを記録材搬送方向に脱落させることなく保持できる。

図１１は、押し込み部材３２０の腕部と固定部の長さの関係を説明する模式図である。実線は大きな力が加わっていない押し込み部材３２０の位置、破線は大きな力が加わったときの押し込み部材３２０の位置を示す。
腕部３２０ｃは、破線で示す折り曲げ位置にて、固定部３２０ｄから回転体１６ａに向けて折り曲げられている。図１１（ａ）では、ねじ３１１による固定部から折り曲げ位置までの距離は短く、図１１（ｂ）では、ねじ３１１による固定部から折り曲げ位置までの距離は長い。図１１（ｂ）に矢印で示すように、固定部から折り曲げ位置までの距離が長いと、固定部から折り曲げ位置までの部分が大きく膨らんでしまう（Ｈ２＞Ｈ１）。そうすると、先端部３２０ａにおいて所望の押圧力が得られない可能性がある。よって、固定部から折り曲げ位置までの距離は短いことが好ましい。

図１２は押し込み部材３２０の概略側面図である。
図１２（ａ）では、押し込み部材３２０は一端側の固定部３２０ｄから折り曲げ位置Ｘにて回転体に向けて折り曲げられ、折り曲げ位置Ｘから腕部３２０ｃが延びている。腕部３２０ｃは他端側の作用部３２０ｂのところで略直角に折れ曲がっており、作用部３２０ｂは鈍角に折れ曲がった先端部３２０ａを有している。直角の折り曲げは高精度で実現できるが、鈍角の折り曲げは直角の折り曲げ程高精度で実現できないため、２つの折り曲げ部のうち１つは略直角としている。

ローラ間への記録材の進入時に、押し込み部材３２０は軸受３３０により押されて図示の加圧位置を占め、押し込み部材３２０の一部はフレーム３１０に形成された進入路３１２に進入する。進入路３１２の大きさは押し込み部材３２０の一部と接触しない大きさであればよい。進入時、作用部３２０ｂの先端部３２０ａは略水平になるように設計されている。先端部３２０ａが略水平になることで軸受３３０を効率的に下方へ押圧することができる。ここで、Ｌは折り曲げ位置Ｘ（支点）からフランジ３３２との接触部（作用点）までの距離であり、Ｌが長いほどばね定数ｋが小さくなる。押し込み部材３２０はローラの軸方向に延在していて、Ｌは十分大きいため、ばね定数ｋが小さくなり、押し込み部材３２０の押圧力のばらつきも小さくなる。

図１２（ｂ）は、押し込み部材３２０が折り曲げ位置Ｘで折れ曲がっておらず、直線的に延在する点で図１２（ａ）と異なる。この場合、ローラ間への記録材の進入時に、押し込み部材３２０の一部はフレーム３１０に形成された進入路３１２に進入し、進入の高さは図１２（ａ）の場合よりも高い。また、進入の幅も図１２（ａ）の場合よりも広く、大きめの進入路３１２を形成しておく必要がある。従って、フレーム３１０の上方の余剰空間における部品配置の自由度と、進入路３１２の大きさに起因するフレーム３１０の強度の観点では、図１２（ａ）の方が好ましい。しかし、図１２（ｂ）の場合でもＬは十分大きいため、ばね定数ｋが小さくなり、押し込み部材３２０の押圧力のばらつきも小さくなる。

ここで図４を参照して、腕部３２０ｃは、固定部３２０ｄ（折り曲げ位置Ｘ）から回転体１６ａに向けて折れ曲がっており、作用部３２０ｂは腕部３２０ｃから略直角に折れ曲がっている。ここで、作用部３２０ｂは上側ローラ１６Ａとの接触を回避する退避部として機能する。仮に作用部３２０ｂの折り曲げ部がなく、固定部３２０ｄから折れ曲がった腕部３２０ｃが先端３２０ａまで直線的に延びる場合、腕部３２０ｃが上側ローラ１６Ａと接触してしまうからである。

図１３は、押し込み部材３２０の模式図である。図１３（ａ）は、固定部３２０ｄをフレーム３１０の下側（上側ローラ１６Ａと対向する側面）に設けた場合、図１３（ｂ）は、固定部３２０ｄをフレーム３１０の上側に設けた場合を示す。
図１３（ａ）に示すように、固定部３２０ｄをフレーム３１０の下側（上側ローラ１６Ａと対向する側面）に設けた場合、押し込み部材３２０は、フレーム３１０の右端の位置を支点として上向きの力を受ける。よって、押し込み部材３２０には、紙面垂直方向のフレーム３１０の幅にわたる線状の力がかかる。一方、図１３（ｂ）に示すように、固定部３２０ｄをフレーム３１０の上側に設けた場合、押し込み部材３２０は、ねじ３１１の位置を支点として上向きの力を受ける。よって、押し込み部材３２０には、ねじ３１１の近傍で局所的な力がかかり、押し込み部材３２０が疲労し易くなる。従って、押し込み部材３２０の固定部３２０ｄは、排出ローラ１６と対向するフレーム３１０の側面に設けられていることが好ましい。

しかしながら、以下のようにして固定部３２０ｄをフレーム３１０の上側に設けてもよい。
図１４〜１６は、固定部３２０ｄをフレーム３１０の上側に設ける場合の、フレーム３１０の概略平面図である。
図１４では、３つのねじ３１１を用いて押し込み部材３２０の固定部３２０ｄをフレーム３１０の上側に固定している。３つのねじ３１１はフレーム３１０の幅にわたって配列されているため、押し込み部材３２０に加わる力は３箇所に分散される。

図１５では、押し込み部材３２０の上に矩形部材３６１を重ね、その上からねじ３１１により押し込み部材３２０の固定部３２０ｄをフレーム３１０の上側に固定している。
図１６では、ねじ３１１を用いて押し込み部材３２０の固定部３２０ｄをフレーム３１０の上側に固定し、さらに固定部３２０ｄに矩形部材３６１を重ね、矩形部材３６１の両端をねじ３６３でフレーム３１０に留めている。矩形部材３６１の右側側面はフレーム３１０の幅方向に延びているため、押し込み部材３２０には局所的な力ではなく線状の力がかかる。

以上の押圧機構の形態は、排出ローラ１６のうち下側ローラに適用してもよい。この場合、例えば図７（ｂ）の押圧ローラユニット３００をひっくり返せばよく、この押圧ローラユニット３００は上側ローラを押すことができる。
また、記録材を搬送する上側ローラおよび下側ローラに、以上の押圧機構を適用してもよい。すなわち、記録材搬送装置は、記録材搬送機構の回転体と押し込み部材とを搬送される記録材の上側および下側に有してもよい。だが、下側ローラに押圧機構を適用する場合、押し込み部材３２０は下側ローラの重量を支えることになるため、上側ローラに押圧機構を適用する場合に比べて強いばね力を有しないと、上下の押圧力にばらつきが生じる。そこで、下側に設けられた押し込み部材の幅または厚さは、上側に設けられた押し込み部材の幅または厚さよりも大きくすることが好ましい。押し込み部材の条件を変えることで、フレーム３１０を共用できるのでコストを抑えることができる。

図１７は、上記押圧ローラユニットを記録材冷却装置９に適用した模式図である。
記録材冷却装置９は搬送される記録材を冷却する冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃを有している。押圧ローラユニットの回転体１６ａは冷却部材３３ａ，３３ｂ，３３ｃの吸熱面３４ａ，３４ｂ，３４ｃに対向して配置されている。回転体１６ａはベルト５６，５９を介して記録材を間接的に押圧、搬送する。この場合、各冷却部材に対して、図７に示す押圧ローラユニットを１つずつ用いてもよいし、図５に示す押圧ローラユニットを２つずつ用いてもよい。
また、記録材を搬送する上側ローラおよび下側ローラに、以上の押圧機構を適用してもよい。すなわち、記録材冷却装置は、記録材搬送機構の回転体と押し込み部材とを搬送される記録材の上側および下側に有してもよい。だが、下側ローラに押圧機構を適用する場合、押し込み部材３２０は下側ローラの重量を支えることになるため、上側ローラに押圧機構を適用する場合に比べて強いばね力を有しないと、上下の押圧力にばらつきが生じる。そこで、下側に設けられた押し込み部材の幅または厚さは、上側に設けられた押し込み部材の幅または厚さよりも大きくすることが好ましい。押し込み部材の条件を変えることで、フレーム３１０を共用できるのでコストを抑えることができる。

１６ａ 回転体
１６ｂ 回転軸
３００ 押圧ローラユニット（記録材搬送機構）
３２０ 押し込み部材
３２０ｂ 作用部
３２０ｄ 固定部
３１０ フレーム

特開２０１０−２４７９５５号公報

Claims (9)

1. 記録材を直接的または間接的に押圧、搬送する回転体と、
   前記回転体の長手方向に突出する回転軸と、
   前記回転体の長手方向に延在する押し込み部材を有する、記録材搬送機構であって、
   前記押し込み部材の一端はフレームに締結された固定部を有し、他端は前記回転軸を直接的または間接的に押し込む作用部を有することを特徴とする記録材搬送機構。
2. 前記回転軸の端部に軸受が設けられ、前記軸受を前記押し込み部材が押し込むことを特徴とする請求項１記載の記録材搬送機構。
3. 前記押し込み部材は、前記回転軸の外周面を複数個所で直接押し込むことを特徴とする請求項１または２記載の記録材搬送機構。
4. 前記固定部は前記回転体と対向して設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の記録材搬送機構。
5. 前記押し込み部材は、前記固定部と前記作用部との間に腕部を有し、
   前記腕部は、前記固定部から前記回転体に向けて折り曲げられ、
   前記作用部は前記腕部から折れ曲がっていて、前記回転体との接触を回避する退避部として機能することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の記録材搬送機構。
6. 前記フレームは前記腕部が進退可能な進入路を備えることを特徴とする請求項５記載の記録材搬送機構。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の記録材搬送機構を、搬送される記録材の上側および下側に有する記録材搬送装置であって、
   下側に設けられた前記押し込み部材の幅または厚さは、上側に設けられた前記押し込み部材の幅または厚さよりも大きいことを特徴とする記録材搬送装置。
8. 搬送される記録材を冷却する冷却部材を有する記録材冷却装置であって、
   請求項１ないし６のいずれか一項に記載の記録材搬送機構の前記回転体が前記冷却部材の吸熱面と対向して配置されていることを特徴とする記録材冷却装置。
9. 請求項７に記載の記録材搬送装置または請求項８に記載の記録材冷却装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
   

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