JP2018080031A - 媒体搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピンチローラの振動を抑制し、媒体の搬送性能の低下を抑制する手段を提供する。
【解決手段】媒体を搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラに接触し従動するピンチローラと、前記ピンチローラの回転軸の両端を移動可能に支持する溝を備えたガイド部材と、前記ピンチローラの回転軸を押圧する付勢部材と、を有し、前記付勢部材は、前記ピンチローラを搬送ローラへ付勢するとともに、前記回転軸を前記ガイド部材の溝部の壁面へ付勢する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、用紙を搬送する搬送ローラに従動するピンチローラを有する媒体搬送装置および画像形成装置に関する。

従来の電子写真プリンタを代表とする画像形成装置には、媒体を搬送するための媒体搬送機構をそなえている。一般に、媒体搬送機構には駆動源よって回転する搬送ローラと、その搬送ローラに従動するピンチローラを備えている。ピンチローラは搬送ローラに付勢されていて、この押付力によって媒体はローラ間に挟まれ搬送ローラによって搬送される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１０５４８５号公報

しかしながら、従来の技術においては、媒体を搬送するたびにピンチローラが振動することがあり、ピンチローラが振動すると媒体の搬送性能の低下を招いてしまうという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、ピンチローラの振動を抑制し、媒体の搬送性能の低下を抑制することを目的とする。

そのため、本発明は、媒体を搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラに接触し従動するピンチローラと、前記ピンチローラの回転軸の両端を移動可能に支持する溝を備えたガイド部材と、前記ピンチローラの回転軸を押圧する付勢部材と、を有し、前記付勢部材は、前記ピンチローラを搬送ローラへ付勢するとともに、前記回転軸を前記ガイド部材の溝部の壁面へ付勢することを特徴とする。

このようにした本発明は、ピンチローラの振動を抑制し、媒体の搬送性能の低下を抑制することができるという効果が得られる。

実施例における画像形成装置の構成を示す概略側断面図 実施例における媒体搬送部の排出ユニットの構成を示す概略図 実施例における排出ピンチローラの斜視図 実施例における排出ピンチローラの断面図 実施例におけるトーションスプリングの付勢力の説明図 比較例における媒体搬送部の説明図 比較例におけるトーションスプリングの説明図 比較例におけるトーションスプリングの説明図 比較例におけるトーションスプリングの説明図

以下、図面を参照して本発明による媒体搬送装置および画像形成装置の実施例を説明する。

図１は実施例における画像形成装置の構成を示す概略側断面図である。
本発明を説明するにあたって、画像形成装置としてのプリンタの構成を説明する。なお、この発明は、この例に限定させるものではない。図１は本発明が適用される画像形成装置の構成および動作を説明するために主要構成部品のみを側面から透視した図である。

図１において、画像形成装置としてのプリンタ１は、媒体カセット２、画像形成ユニット３、定着ユニット４、媒体搬送部５によって構成されていて、媒体カセット２から給紙された媒体は画像形成ユニット３、定着ユニット４へと搬送して印刷を行い、印刷した媒体を媒体搬送部５によって排出トレイ６へ排出する。

媒体カセット２は、プリンタ１の下部に取り付けられて、印刷する媒体を収納する収納空間と、媒体を収納空間から給紙するための給紙ローラ７、給紙ローラ７に圧接して複数枚重なった媒体を１枚ずつに分離する分離ローラ８を備えている。
９は斜行を矯正するレジストローラ９であり、媒体カセット２と画像形成ユニット３の間に配置され、図示していない押付部材によってプレッシャーローラ１０に押し付られている。

給紙ローラ７と分離ローラ８によって搬送された媒体は、レジストローラ９とプレッシャーローラ１０に突き当てられることで、斜行が矯正される。

画像形成ユニット３は、Ｋ色（ブラック）のトナーカートリッジを備えるイメージドラム１１ａ、Ｙ色（イエロー）のトナーカートリッジを備えるイメージドラム１１ｂ、Ｍ色（マゼンタ）のトナーカートリッジを備えるイメージドラム１１ｃ、Ｃ色（シアン）のトナーカートリッジを備えるイメージドラム１１ｄ、Ｋ色のＬＥＤヘッド１２ａ、Ｙ色のＬＥＤヘッド１２ｂ、Ｍ色のＬＥＤヘッド１２ｃ、Ｃ色のＬＥＤヘッド１２ｄと、転写ベルト１３を備えており、媒体にトナー画像を付着させる。

定着ユニット４は、ハロゲンランプ等の熱源を備えて媒体に上方から接するヒートローラ１３と、ヒートローラ１３側へ押圧力を受けてヒートローラ１３に従動して回転するバックアップローラ１４を備え、加熱したヒートローラ１３とバックアップローラ１４の間を媒体が搬送されることでヒートローラ１３の熱で媒体に付着したトナーを融着してトナー画像を定着させる。

媒体搬送装置としての媒体搬送部５は、トナー画像を定着させた媒体を、両面印刷のために再び斜行を矯正するレジストローラ９およびプレッシャーローラ１０側へと搬送する両面印刷ルート１５と排出トレイ６へと搬送する排出ルート１６に分岐し、図示していない付勢部材の付勢力が作用しているセパレータ１７を動かすことで、媒体をいずれかの搬送方向へと搬送する。

ここで１８、１９、２０は媒体検知センサであり、媒体検知センサ１８は媒体カセット２とレジストローラ９の間に配置され、媒体検知センサ１９はレジストローラ９と画像形成ユニット３の間に配置され、媒体検知センサ２０は定着ユニット４の出口付近に配置され、搬送されてくる媒体を検知する機能を備えている。

２３ａ、２３ｂは、排出トレイ６へと媒体を搬送するための搬送ローラとしての排出ローラであり、図示していない駆動源によって回転駆動する。
２４はカール矯正ローラ、２５は排出ピンチローラであり、排出ローラ２３ａ、２３ｂに圧接するように配置され排出ローラ２３ａ、２３ｂの回転に従動して回転する。
媒体搬送部５によって、排出ルート１６へ搬送された媒体は、排出ローラ２３ａ、２３ｂとカール矯正ローラ２４、排出ピンチローラ２５の間を媒体が搬送され、排出トレイ６へと搬送される。

また、両面印刷を行う場合には媒体の後端がセパレータ１７を通過した後、排出ローラ２３ａ、２３ｂと矯正ローラ２４、排出ピンチローラ２５を停止し逆回転させ両面印刷ルート１５へと搬送する。
２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、媒体の印刷を行っていない面への印刷を行うためにレジストローラ９およびプレッシャーローラ１０側へと媒体を搬送するための搬送ローラであり、画像形成ユニット３の下方へ配置され、図示していない駆動源によって回転駆動する。

２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、搬送ピンチローラであり、搬送ローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃに圧接するように配置され、搬送ローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの回転に従動して回転する。
媒体搬送部５によって、両面印刷ルート１５へと搬送された媒体は、搬送ローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃと搬送ピンチローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの間を媒体が搬送され、再び画像形成ユニット３へと搬送される。
図２は実施例における媒体搬送部の排出ユニットの構成を示す概略図であり、図１に示す媒体搬送部５の排出ユニット２６の概略構成図である。

図２において２７、２８はシャフトであり、それぞれの一端を軸受２９ａ、３０ａを介して排出フレーム３１に差し込み、かつ他端を軸受２９ｂ、３０ｂに差し込むことによって回転可能に固定している。シャフト２７には、排出ローラ２３ａを固定し、シャフト２８には排出ローラ２３ｂを固定している。
３２は付勢部材としてのトーションスプリングであり、排出ピンチローラ２５の回転軸の両端部を押圧し、排出ピンチローラ２５を排出ローラ２３ｂ側に付勢させている。カール矯正ローラ２４も同じである。

３３、３４、３５はギア列であり、シャフト２７に接続する駆動ギア３３、シャフト２８に接続する駆動ギア３４と、駆動ギア３３と３４に噛合うアイドルギア３５によって構成し、アイドルギア３５に図示していないモータからの駆動が作用してアイドルギア３５が回転することで、駆動ギア３３と３４を介してシャフト２７と２８を回転させる。なお駆動ギア３３と３４、シャフト２７と２８の連結部はＤカット形状によって連結している。

図３は実施例における排出ピンチローラの斜視図、図４は実施例における排出ピンチローラの断面図である。図３は排出ローラ２３ｂ側から見た斜視図であり、排出ローラ２３ｂ側の排出ルート１６は省略している。
図４に示すように、ガイド部材としての排出フレーム３１には、Ｕ字溝３６と突出部３９を備える。

溝としてのＵ字溝３６は、排出ローラ２３ｂの回転軸３８方向に平行に、回転軸３８に向かって延伸するように形成され、排出ピンチローラ２５の回転軸３７の両端を移動可能に支持するものである。
突出部３９は、トーションスプリング３２の支点となるコイル部３２ａを保持しており、トーションスプリング３２の一端（第２の自由端）側は排出フレーム３１で保持している。また、トーションスプリング３２の他端（第１の自由端）側では、排出ピンチローラ２５の回転軸３７の両端を押圧し、排出ピンチローラ２５に付勢力を加えている。

トーションスプリング３２の他端側は、コイル部３２ａに連続する直線部３２ｂと、直線部３２ｂより自由端側に当接部３２ｃとが形成されている。
直線部３２ｂと当接部３２ｃとの間には、屈曲部３２ｄが設けられ、当接部３２ｃは図４に示す断面図においてＵ字溝３６の内部に配置される。
当接部３２ｃは、屈曲部３２ｄにおいて排出ローラ２３ｂの回転軸３８に接近する方向に所定の角度αを保持するように折り曲げられている。

このように、トーションスプリング３２には、支点としてのコイル部３２ａと自由端の間でコイル部３２ａから延伸する方向に対して所定の角度αで傾斜する当接部３２ｃが形成されている。

ここで、角度αは、直線部３２ｂを延長した仮想直線３２ｅと当接部３２ｃとが成す角度である。即ち、トーションスプリング３２は、排出ピンチローラ２５の回転軸３７の中心を、回転軸３７の中心と回転軸３８の中心とを結ぶ仮想直線に対して所定の角度αを成すようにＵ字溝３６の壁面側に傾けて付勢する
本実施例では、トーションスプリング３２は、排出ピンチローラ２５の回転軸３７の中心を排出ローラ２３ｂの回転軸３８の中心に向けて付勢するのではなく、回転軸３７の中心と回転軸３８の中心とを結ぶ仮想直線に対して所定の角度αを成すようにＵ字溝３６の壁面側に傾けて付勢するように設けられている。

したがって、トーションスプリング３２の当接部３２ｃは、排出フレーム３１のＵ字溝３６の壁面３１ａとにより、排出ピンチローラ２５の回転軸３７を挟持してＵ字溝３６の内部で支持する。
このように、排出ピンチローラ２５の回転軸３７は、トーションスプリング３２とＵ字溝３６の壁面３１ａとに挟持されてＵ字溝３６内で支持される。

上述した構成の作用について説明する。
まず、プリンタ１の印刷動作について図１を用いて説明する。
媒体カセット２にセットされた媒体を給紙ローラ７と分離ローラ８により１枚ずつ分離して給紙し、レジストローラ９とプレッシャーローラ１０との間に突き当て、その間を通過させることで用紙の斜行を矯正して画像形成ユニット３へ搬送する。

画像形成ユニット３では搬送されてきた媒体にトナー像を転写して定着ユニット４へ搬送し、定着ユニット４ではトナー像を媒体に定着させる。
片面印刷の場合は、トナー像を定着させた媒体を媒体搬送部５によって排出ルート１６へと搬送され、排出ローラ２３ａ、２３ｂとカール矯正ローラ２４、排出ピンチローラ２５によって排出トレイ６へと搬送される。

一方、両面印刷の場合は、媒体を用紙搬送部５によって排出ルート１６へと搬送され、媒体の後端がセパレータ１７を通過した後、排出ローラ２３ａ、２３ｂと矯正ローラ２４、排出ピンチローラ２５を停止し逆回転させ両面印刷ルート１５へと搬送する。

媒体搬送部５によって、両面印刷ルート１５へと搬送された媒体は、搬送ローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃと、搬送ピンチローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの間を媒体が搬送され、再び画像形成ユニット３へと搬送される。このとき媒体は印刷がされていない面が上向きとなっており、そのまま画像形成ユニット３へ搬送することで、まだ印刷されていない面にトナー像を形成してその媒体を定着ユニット４へと搬送し、トナー像を定着させる。

その後、媒体搬送部５によって排出ルート１６へと搬送され、排出ローラ２３ａ、２３ｂとカール矯正ローラ２４、排出ピンチローラ２５によって排出トレイ６へと搬送される。

ここで、媒体が排出ピンチローラ２５を通過したときの様子について説明する。
図５は実施例におけるトーションスプリングの付勢力の説明図であり、排出ピンチローラ２５を付勢するトーションスプリング３２の付勢力を図示したものである。なお、図５（ａ）は本実施例の排出ピンチローラ２５を付勢するトーションスプリング３２であり、図５（ｂ）は比較例の説明図である。

図５（ａ）に示すように、本実施例では、トーションスプリング３２の付勢力Ｆｂをα度傾けさせて付勢する。付勢力Ｆｂは、排出ピンチローラ２５の軸中心から排出ローラ２３ｂの軸中心方向の力Ｆｂｘと、Ｕ字溝３６の壁方向との力Ｆｂｙの合力である。

Ｆｂ ＝ Ｆｂｘ ＋ Ｆｂｙ
したがって、ＦｂｘよりＦｂｙが大きければ排出ピンチローラ２５の振動は抑えられる。
Ｆｂｘ ＞ Ｆｂｙ
よって付勢力の付勢角度αの最小値は４５度となり、角度αは４５度より大きければよい。
α ＞ ４５度
一方、図５（ｂ）に示すように、比較例のトーションスプリング３２の付勢力Ｆａは排出ローラ２３ｂの方向へ１２０ｇの力で直接付勢している。

ここで、比較例について説明する。
例えば、比較例の媒体搬送部は、図６に示すように、排出ローラ２３ａに従動する２つのカール矯正ローラ２４ａ、２４ｂが支持するブラケット４０によって排出ローラ２３ａに付勢されている。その付勢方法は、排出フレーム３１のＵ字溝４１にブラケット４０の可動軸４２を取り付け、また、排出フレーム３１の突出部４３にトーションスプリング４４を取り付けることによって、ブラケット４０の可動軸を排出ローラ２３ａ方向へと押し上げて付勢させている。ここではカールを矯正するために２つのローラを付勢させるためにブラケット４０を介しているが、一般的な排出ピンチローラ２５であれば、図７に示すように、排出ピンチローラ２５の回転軸３７をＵ字溝３６に取り付けて排出ローラ２３ｂ方向に付勢させる方法が一般的である。

図８に示すように、Ｕ字溝３６に取り付けて排出ローラ２３ｂに付勢させている排出ピンチローラ２５には、Ｕ字溝３６の溝幅と排出ピンチローラ２５の回転軸３７の軸径との間に隙間Ｌがあるため、媒体を搬送するたびに排出ピンチローラ２５の回転軸３７は、図８に示すように、搬送ルート１６の下流側のＵ字溝壁３６ａに接触したり、図９に示すように、上流側の溝壁３６ｂに接触したりする。このように排出ピンチローラ２５が振動すると搬送性能の低下を招いたり、溝壁３６ａ、３６ｂに交互に接触すると、カタカタ・コトコトといった異音が発生してしまう問題があった。

本実施例の排出ローラ２３ｂ方向の付勢力Ｆｂｘは、図５（ｂ）に示す比較例の付勢力Ｆａと同等でなければ媒体の搬送力の低下を招くため以下の条件が必要になる。
Ｆｂｘ ＝ Ｆａ ＝ １２０ｇ
これにより本実施例で必要なトーションスプリング３２の付勢力Ｆｂは以下のようになる。
Ｆｂｘ ＝ Ｆａ ／ ｃｏｓ（α）
装置の剛性、強度などを考慮した場合、本発明の付勢力Ｆｂは比較例の付勢力Ｆａの２倍より小さいことが望ましい。

Ｆｂ ＝ ２＊Ｆａ ＝ ２４０ｇ
これにより、排出ピンチローラ２５の付勢力Ｆｂｘの傾き角度αは以下の範囲が望ましい。
４５度 ＜ α ＜ ６０度
本実施例では、トーションスプリング３２の付勢方向は、排出ローラ２３ｂの回転中心と排出ピンチローラ２５の回転中心を結んだ方向、即ち排出フレーム３１のＵ字溝３６の排出ピンチローラ２５の回転軸の可動方向に対して、４５度より大きく、６０度より少ない方向に傾けて付勢している。

このように、排出ローラ２３ｂに対する排出ピンチローラ２５の付勢力を角度４５度より大きく傾けて付勢すれば、部品を追加することなく排出ピンチローラ２５の振動は抑えられる。これにより、搬送ローラ２３ｂによる搬送性能を維持することができる。また、カタカタ・コトコトといった異音の発生も防止できる。
また、排出ピンチローラ２５の付勢力を角度６０度より小さく傾けて付勢すれば、比較例の付勢力Ｆａの２倍より小さく装置の剛性、強度を保つことができる。

以上説明したように、本実施例では、排出ローラに対する排出ピンチローラの付勢力を角度４５度より大きく傾けて付勢するようにしたことにより、排出ピンチローラの振動を抑制し、媒体の搬送性能の低下を抑制することができるという効果が得られる。
本実施例では画像形成装置をプリンタとして説明したが、それに限られることなく、複写機、ファクシミリ装置、または複合機（ＭＦＰ）等としても良い。

１ プリンタ
２ 媒体カセット
３ 画像形成ユニット
４ 定着ユニット
５ 媒体搬送部
６ 排出トレイ
７ 給紙ローラ
８ 分離ローラ
９ レジストローラ
１０ プレッシャーローラ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 搬送ローラ
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 搬送ピンチローラ
２３ａ、２３ｂ 排出ローラ
２４ カール矯正ローラ
２５ 排出ピンチローラ
２６ 排出ユニット
３１ 排出フレーム
３２ トーションスプリング
３６ Ｕ字溝
３７ 回転軸部
３８ 回転軸
３９ 突出部

Claims (6)

1. 媒体を搬送する搬送ローラと、
   前記搬送ローラに接触し従動するピンチローラと、
   前記ピンチローラの回転軸の両端を移動可能に支持する溝を備えたガイド部材と、
   前記ピンチローラの回転軸を押圧する付勢部材と、
   を有し、
   前記付勢部材は、前記ピンチローラを搬送ローラへ付勢するとともに、前記回転軸を前記ガイド部材の溝部の壁面へ付勢することを特徴とする媒体搬送装置。
2. 請求項１に記載の媒体搬送装置において、
   前記付勢部材は、前記ガイド部材の溝の壁面とにより、前記ピンチローラの回転軸を挟持して前記溝の内部で支持することを特徴とする媒体搬送装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の媒体搬送装置において、
   前記付勢部材は、支点と自由端の間で支点から延伸する方向に対して傾斜する当接部が形成されていることを特徴とする媒体搬送装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の媒体搬送装置において、
   前記付勢部材の付勢方向は、前記搬送ローラの回転中心と前記ピンチローラの回転中心を結んだ方向に対して、４５度より大きく、６０度より小さい方向に傾けて付勢することを特徴とする媒体搬送装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の媒体搬送装置において、
   前記付勢部材の付勢方向は、前記ガイド部材の溝のピンチローラの回転軸の可動方向に対して、４５度より大きく、６０度より小さい方向に傾けて付勢することを特徴とする媒体搬送装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の媒体搬送装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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