JP2020117365A - シート取り扱い装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経時で安定したシートの取り扱いができる装置を提供する。【解決手段】取付軸６０の端部に着脱可能なローラ５５を有するシート取り扱い装置において、取付軸６０の端部に設けられ、先端部分に爪部７１を備える接合部材７０を備える。ローラ５５の円筒形状の内周面と取付軸６０の外周面とを当接させた状態で、爪部７１によりローラ５５の取付軸スラスト方向への位置決めがなされる。前記ローラの内周面におけるスラスト方向の一部の幅領域に対し前記取付軸の外周面が当接するようにしてもよいし、前記ローラの内周面におけるスラスト方向の全部の幅領域に対し前記取付軸の外周面が当接するようにしてもよい。【選択図】図５

Description

本発明は、シート取り扱い装置及び画像形成装置に関するものである。

シート給紙装置、シート分離装置、シート搬送装置などのシート取り扱い装置や、このようなシート取り扱い装置を備えた画像形成装置が知られている。
例えば、特許文献１には、取付軸の端部に着脱可能なローラを有する次のような給紙装置が開示されている。外周面が円錐形状であって該円錐形状の先端に爪部を備える接合部材が前記取付軸の端部に設けられている。前記ローラの内周面は前記接合部材の外周面形状に対応する形状である。前記接合部材の外周面と前記ローラの内周面を当接させた状態で、前記爪部により前記ローラの前記取付軸スラスト方向への位置決めがなされる。

しかし、経時でジャムの発生などによりシートの取り扱いが不安定になるという課題が残されていた。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、取付軸の端部に着脱可能なローラを有するシート取り扱い装置において、取付軸の端部に設けられ、先端部分に爪部を備える接合部材を備え、ローラの円筒形状の内周面と取付軸の外周面とを当接させた状態で、爪部によりローラの取付軸スラスト方向への位置決めがなされることを特徴とする。

本発明によれば、経時で安定したシートの取り扱いができる。

本発明の実施形態に係るシート給送装置が適用される画像形成装置の概略構成図。 同給送装置の拡大図。 同給送機構の説明図。 比較例の説明図。 実施例１のスラスト規制構造の説明図。 同スラスト規制構造における接合部材と取付軸の接合箇所の説明図。 同スラスト規制構造の縦断面図。 実施例２のスラスト規制構造の説明図。 同スラスト規制構造における接合部材と取付軸の接合箇所の説明図。 同スラスト規制構造の縦断面図。

以下、本発明を画像形成装置のシート取り扱い装置である給送装置に適用した実施形態について説明する。
図１は本発明の実施形態に係るシート給送装置が適用される画像形成装置の概略構成図である。原稿Ｄは、原稿搬送部１０によって、図中の矢印方向に搬送（給送）されて、原稿読込部２上を通過し、原稿読込部２で画像情報が光学的に読み取られる。読み取られた画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、露光部３（書込部）から作像部４の感光体ドラム５上に照射される。作像部４において、所定の作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム５上に画像情報に対応した画像（トナー像）が形成される。形成された画像は、給送装置から搬送されたシートＰ上に転写部７で転写される。転写工程後のシートＰは、定着装置２０でトナー像が定着され、排紙トレイ３１上に積載される。

装置本体１には複数の給送装置１２、１３が設けられている。これらはほぼ同様の構成となっている。給送装置１３には、載置部４３（昇降板）、載置部４３に載置されたシートＰを給送するための給送手段としての給送機構５２、等が設置されている。

図２は給送装置１３における給送機構５２の拡大図である。給送機構５２は、フィードローラ５３、ピックアップローラ５４、分離ローラ５５等で構成されたいわゆるＦＲＲ給紙方式のものである。ピックアップローラ５４は、アーム５８やソレノイドにより載置部４３に載置されたシートＰ（最上方のシートＰ１）に対して接離可能に構成されている。分離ローラ５５は、フィードローラ５３との間のニップ部に複数枚のシートＰが挟持されたときに、その複数枚のシートＰのうち最上方のシートＰのみがフィードローラ５３の回転に沿って給送方向に給送されるように下方のシートＰを最上方のシートＰに対して分離させる分離部材として機能する。符号５９は給送機構５２から送られたシートを搬送する搬送ローラを示す。

図３は給送機構の説明図であり、（ａ）は載置部側からの斜視図、（ｂ）は反対側からの斜視図、（ｃ）は（ｂ）における分離ローラ５５の駆動伝達部の拡大図である。図３（ｃ）に示す分離ローラ５５の取付軸６０には、ギヤ６１とトルクリミッタ６２とが設置されている。このギヤ６１と噛み合うギヤ６３が設置された駆動伝達軸６４が平行に伸びるように設けられている。この駆動伝達軸６４の装置奥側端には大径ギヤ６５が設置されている。この大径ギヤ６５にモータから駆動が伝達され、ギヤ６３とギヤ６１を介して分離ローラ５５の取付軸６０に駆動が伝達される。フィードローラ５３には大径ギヤ６５と噛み合うフィードローラ５３の取付軸に設置した大径ギヤを介して駆動が伝達される。ピックアップローラ５４にはフィードローラの取付軸に設置された小径ギヤ、アイドラギヤ、ピックアップローラの取付軸に設置されたギヤというように駆動が伝達される。

分離ローラ５５の取付軸６０に設置されたトルクリミッタ６２はモータからの駆動を分離ローラ５５に伝達したり遮断したりする。フィードローラ５３と分離ローラ５５とのニップ部に１枚のシートＰが挟持されたときや、シートＰが挟持されていないときは、分離ローラ５５にかかる回転負荷が比較的大きく、モータから分離ローラ５５への駆動伝達を遮断する。このとき、分離ローラ５５はトルクリミッタ５６に対して空転しフィードローラ５３に連れ回る。ニップ部に複数枚のシートＰが挟持されたときには、シートＰ同士のすべりで分離ローラ５５にかかる回転負荷が比較的小さくモータから分離ローラ５５に駆動を伝達する。これにより、ニップ部に挟まれた複数枚のシートＰのうち、最上方のシートＰ１を除く下方のシートを載置部４３に戻す。

図３（ａ）や（ｂ）に示すように、フィードローラ５３、ピックアップローラ５４、及び、分離ローラ５５は、それぞれ、本体フレームに対して片持ち式に支持された軸の自由端側に差し込まれた形で保持されている。それぞれ、軸部上にゴム材料（又は、樹脂材料）で形成されたローラ部（コロ部）が、取付軸に対して着脱可能（交換可能）に形成されている。これらのローラは、画像形成装置本体の寿命よりも寿命が短く、市場で交換されることがあるため、交換性やメンテナンス性を良くするものである。図３（ｃ）に分離ローラ５５について示すように軸の自由端側から抜けないようにローラのスラスト方向の位置を規制するための止め輪６６が取付軸６０に取り付けられている。この止め輪方式は比較例の構造であり、実施形態に係るスラスト規制構造は後に詳述する。

図４は比較例の説明図であり、（ａ）は図３（ｃ）の分離ローラ近傍の拡大図、（ｂ）はその分離ローラ５５を取り外した分解斜視図である。金属の取付軸６０の端部に分離ローラ５５が挿入され、取付軸６０に設けた溝６７に止め輪６６がパッチン止めされている。この止め輪６６で分離ローラ５５のスラスト方向における外側の位置規制を行っている。反対側のスラスト規制は、取付軸６０にスプリングピン６８を設け、スプリングピン６８と係合したトルクリミッタ６２によりなされている。

この比較例のように止め輪６６を用いるやり方では、特許文献１とは異なる次の問題が残されている。金属の取付軸６０に設けた溝６７に、止め輪６６を着脱する作業は、操作性が悪い環境下で行われるこが多い。ローラを搭載している箇所はマシンレイアウトの下方でアクセスしにくい場所になっている。作業スペースは狭いことが多いうえ、明るさも暗いことが多い。このように操作性が悪いため、止め輪６６をうまく着脱できない。止め輪６６から手を滑らせて落下させ、マシン内に紛失してしまい、探索作業を行わないといけないこともある。

なお、特許文献１の構造で、上述の経時でジャムの発生などによりシートの取り扱いが不安定になるという課題が生じるのは、次の理由による。ローラ内周面に当接してローラを直接保持するのが、取付軸の端部に設けた接合部材であるため、取付軸に対するローラの中心位置の精度を出しにくい。この中心位置の振れにより経時でローラのゴム部が偏磨耗してローラの外径が変化する。この結果、磨耗によるジャムが発生しやすくなったのである。上述の比較例は、取付軸の外周面でローラ内周面を直接受けるので中心位置の精度は出しやすい。

本実施形態のスラスト規制構造では、ローラの着脱構成におけるスラスト規制を、止め輪と異なり作業性の低下を招くことがなく、また、取付軸に対するローラ位置精度も出やすい構造で行うものである。

〔実施例１〕
スラスト規制構造の一実施例（実施例１）について説明する。
図５は実施例１の軸部自由端からの抜け止めスラスト規制構造を分離ローラに適用した例の説明図であり、（ａ）は分離ローラ近傍の拡大斜視図、（ｂ）は分離ローラを取り外した分解斜視図である。金属の取付軸に、樹脂製の接合部材７０が接合され、その外周に分離ローラ５５が挿入によって装置着される。接合部材７０に先端に規制用爪部７１が設けられ、この規制用爪部７１が分離ローラ５５の自由端側の端面部に係合することでスラスト方向における外側の位置が規制される。

図６は接合部材７０と取付軸６０の接合箇所の説明図であり、（ａ）は接合部材を取り外した分解斜視図、（ｂ）は（ａ）の状態から中心線回りで１８０度回転させた状態の斜視図である。取付軸６０は先端部に接合用小径部８０を有する。接合用小径部８０には軸方向全幅に亘って平坦なＤカット部８１が形成されている。このＤカット部８１以外の接合用小径部８０の外周面には周方向に延びる溝８２が形成されている。

接合部材７０の後端側には、後端側が開口し、取付軸６０の接合用小径部８０に対応した内周面を備えた挿入用穴部７２が形成されている。この挿入用穴部７２の周りの周壁部が部分的に切り欠かれた切り欠き部７３を有し、残った周壁部分で接合用爪部７４が形成されている。また先端部には先端が開口した中空部７５が形成されている。中空部７５の周りの周壁部が部分的に切り欠かれた切り欠き部７６を有し、残りの周壁部分の先端外周に規制用爪部７１が形成されている。

図７は取付軸の中心線に沿った縦断面図であり、（ａ）は図６（ａ）の縦断面図、（ｂ）は図５（ａ）の縦断面図である。図７（ａ）に示すように取付軸６０の外径Ｄ_０は接合部材７０の外径Ｄ_１よりも大きい。取付軸６０の外径Ｄ_０の部分と接合用小径部８０（Ｄカット部８１を含む）との間に小径段差面８３が形成される。また接合用小径部８０における溝８２の先端側に溝段差面８４が生じる。図７（ｂ）に示すようにこの小径段差面８３に接合部材７０の後端面７７が突き当たり、取付軸６０に対する図中右側の接合部材７０の位置が規制される。接合用爪部７４の先端７８が溝段差面８４に突き当たることにより図中左側の接合部材７０の位置が規制される。つまり、金属の取付軸に設けた溝に接合部材の爪形状が嵌合し接合される。このような接合部材７０の取付軸６０に対する接合手段は圧入（軽圧入）を用いている。

また、図７（ｂ）に示すように、取付軸６０のＤカット部８１に対応する形状が接合部材７０の挿入用穴部７２の内周面７９に形成されている。Ｄカット部８１とこの内周面７９が当接することにより、接合部材７０が取付軸６０と一体回転可能になっている。つまり、金属の取付軸と接合部材とが、金属の取付軸に設けたＤカット形状で回転が規制されて回転方向でも接合されている。そして、中空部７５や切り欠き部７６の存在により規制用爪部７１に力Ｆを加えると規制用爪部７１が樹脂弾性を利用して変形することが可能である。分離ローラ着脱時に弾性変形させることにより、スラスト規制の有無を変えることができる。具体的には、爪全体が分離ローラ端面の孔径内に収まるように取付軸の半径方向にすぼめるように弾性変形させる。

このような接合部材７０の外周に分離ローラ５５の内周面が当接するように取り付けられる。具体的には、図示の例ではゴム製のローラ部９０の中心孔に孔部材であるハブ９１が嵌着されていおり、このハブ９１の内周面が分離ローラ５５の内周面として接合部材７０の外周面に当接している。両者の当接の力は規制用爪部７１による規制を解除した状態で分離ローラ５５をスムーズに取り出せる程度の当接力である。

以上の実施例１のスラスト規制構造によれば、図７に示すように、金属の取付軸に設けた溝８２に接合部材７０の接合用爪部７４が嵌合し接合されている部分は、分離ローラ５５の軸方向の長さである幅範囲の周面内であるが、取付軸６０の外径Ｄ_０は接合部材７０の外径Ｄ_１よりも大きいので、分離ローラ５５の内周面内と接合部材の外周面が接触せず、分離ローラ５５の内周面を取付軸６０のみで保持できる。よって、取付軸に対するローラ位置精度も出やすく、経時で分離ローラ５５のゴム製のローラ部９０が偏磨耗しにくく、分離ローラ５５の外径が変化しにくく、磨耗によるジャムを防止することができる。そして、スラスト規制のための規制用爪部７１が取付軸６０に接合されている接合部材７０に形成されているので、止め輪と異なり作業性の低下を招くことがない。よって、ローラ着脱時の操作性が大幅に改善される。しかも、規制用爪部７１は、止め輪よりも省スペースな構成を実現できるため、周辺部品のレイアウト制約も減らすことが可能となる。

また、スラスト規制をしている部分は、接合部材７０に設けた規制用爪部７１と分離ローラ５５の樹脂製のハブ９１という樹脂部との摺動となるため、磨耗による耐久性はよく、高耐久な装置を提供できる。

また、金属の取付軸６０に分離ローラ５５を保持するので、トルクリミッタやワンウエィクラッチや駆動伝達を搭載することも容易に実現できる。

また、分離ローラ５５の形状を変更することが無く、共通品を使用できるため、生産個数拡大によるコストダウンやバックコンパチができる。

また、取付軸と接合部材の接合手段として、樹脂弾性を用いた圧入（軽圧入）構成という簡易な構成を採用しているので、接合部材が破損した場合などの交換も容易にできる。軸方向の接合の強さは、接合部材７０からのローラ部の取り外し（接合部材７０の先端側への抜き取り）のときに分離ローラ５５から接合部材７０に加わる、軸方向自由端側への力に抗して取付軸６０との係合を維持できる程度の強さである。

また、取付軸６０と接合部材７０の回転方向の規制手段は、ピン形状（割りピン、平行ピン）によるので、取付軸と接合部材の回転による磨耗を防止することができる。

なお、取付軸６０と接合部材７０の接合手段、及び、取付軸６０と接合部材７０の回転方向の規制手段は、接着による構成でもかまわない。これによれば、簡易な構成で、取付軸と接合部材の接合、及び、取付軸と接合部材の回転方向の規制ができ、接合部材の外れを防止や取付軸と接合部材の回転による磨耗を防止することができる。

また、取付軸と接合部材の接合手段、及び、取付軸と接合部材の回転方向の規制手段は、取付軸に対するアウトサート成型により接合部材を構成でもよい。これによれば、取付軸と接合部材の接合、及び、取付軸と接合部材の回転方向の規制ができ、相対位置精度も高くすることができ、接合部材の外れを防止や取付軸と接合部材の回転による磨耗を防止することができる。

〔実施例２〕
次にスラスト規制構造の他の実施例（実施例２）について説明する。図８乃至図１０はこの実施例の説明図であり、実施例１の図５乃至図７に対応する。具体的には、図８は実施例２の軸部自由端からの抜け止めスラスト規制構造を分離ローラに適用した例の説明図であり、（ａ）は分離ローラ近傍の拡大斜視図、（ｂ）は分離ローラを取り外した分解斜視図である。図９は接合部材７０と取付軸６０の接合箇所の説明図であり、（ａ）は接合部材を取り外した分解斜視図、（ｂ）は（ａ）の状態から中心線回りで１８０度回転させた状態の斜視図である。図９は取付軸の中心線に沿った縦断面図であり、（ａ）は図９（ａ）の縦断面図、（ｂ）は図８（ａ）の縦断面図である。

この実施例は図１０（ｂ）に、実施例１の取付軸６０の先端を比較のために仮想線（二点鎖線）で示すように、実施例１によりも取付軸６０の先端部の長さ（分離ローラ５５の図中右側の位置を規制するトルクリミッタ６２から先端までの長さ）が、図中Ｌ_１で示す長さだけ長くなっている。取付軸６０の接合用小径部８０が、分離ローラ５５のローラ部９０の幅よりも外側に位置し、ローラ部９０の全部の幅領域（幅全域）で取付軸６０の外周とハブ９１の内周面とが当接できるようにしたものである。これにあわせ、接合部材７０の規制用爪部７１と係合するハブ９１の内筒部９１ａも先端側に長さＬ_１だけ長くしている。これにより、取付軸６０の大径の軸部によりローラ部９０の幅に対応する内周面全体が支持される。また、分離ローラ５５のハブ９１のＬ_１だけ延び出した先端の端面に規制用爪部７１が係合してスラスト規制できる。実施例１よりも金属の取付軸が長く、分離ローラの内周面を取付軸のみで保持できるので、より分離ローラの位置精度が出やすく、経時でローラのゴム部が偏磨耗しにくく、ローラの外径が変化しにくいので、磨耗によるジャムを防止することができる。

以上、各実施例は分離ローラ５５に関するものであるが、同様のスラスト規制構造は、フィードローラ５３、ピックアップローラ５４、更には搬送ローラ５９などにも適用できる。この場合、取付軸に対して回転規制が不要なローラの場合には、ローラと接合部材との間、あるいは、接合部材と取付軸との間の回転規制の構成は不要である。

また、各実施例では取付軸が金属製であるため、十分な強度を得られ、かつ、外周面の平滑性をえることができる。これに代え、樹脂製の取付軸をもちいてもよい。この場合に、接合部材やハブも樹脂製であれば、接合部材やハブと、取付軸との間の当接箇所が、何れも樹脂であることから、金属と樹脂との当接に比べて、削れによる摩耗を抑制できる。また、この場合には、一般に樹脂はやわらかものほど変形しやすいので、接合部材をやわらかい樹脂で形成し、取付軸が硬い樹脂で形成することが望ましい。

また、各実施例は給送装置に適用した例であるが、画像形成装置、あるいは、他の装置に備えられる他のシート取り扱い装置にも適用できる。

なお、以上の説明で「画像形成装置」とは、画像を記録する記録媒体であるシートに現像剤やインクを付着させて画像形成を行う装置を意味する。また「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与することをも意味する。また、「シート」とは、紙（用紙）に限らず、ＯＨＰシート、布なども含み、現像剤やインクを付着させることができる媒体あるいは原稿の意味である。また、「用紙」とは、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等も含まれる。以下の実施形態ではシートを「用紙」として説明し、また各構成部品の説明にある寸法、材質、形状、その相対配置などは例示であって、特に特定的な記載がない限りこの発明の範囲をそれらに限定する趣旨ではない。また、各構成部品の説明にある寸法、材質、形状、その相対配置などは例示であって、特に特定的な記載がない限りこの発明の範囲をそれらに限定する趣旨ではない。

３１ ：排紙トレイ
４３ ：載置部
５２ ：給送機構
５３ ：フィードローラ
５４ ：ピックアップローラ
５５ ：分離ローラ
５６ ：トルクリミッタ
５８ ：アーム
５９ ：搬送ローラ
６０ ：取付軸
６１ ：ギヤ
６２ ：トルクリミッタ
６３ ：ギヤ
６４ ：駆動伝達軸
６５ ：大径ギヤ
６６ ：止め輪
６７ ：溝
６８ ：スプリングピン
７０ ：接合部材
７１ ：規制用爪部
７２ ：挿入用穴部
７３ ：切り欠き部
７４ ：接合用爪部
７５ ：中空部
７６ ：切り欠き部
７７ ：後端面
７８ ：先端
７９ ：内周面
８０ ：接合用小径部
８１ ：Ｄカット部
８２ ：溝
８３ ：小径段差面
８４ ：溝段差面
９０ ：ローラ部
９１ ：ハブ
９１ａ ：内筒部
Ｄ ：原稿
Ｄ０ ：外径
Ｄ１ ：外径
Ｆ ：力

特開２００３−８９４４２号公報

Claims (12)

1. 取付軸の端部に着脱可能なローラを有するシート取り扱い装置において、
   取付軸の端部に設けられ、先端部分に爪部を備える接合部材を備え、
   ローラの円筒形状の内周面と取付軸の外周面とを当接させた状態で、
   爪部によりローラの取付軸スラスト方向への位置決めがなされることを特徴とするシート取り扱い装置。
2. 前記ローラの内周面におけるスラスト方向の一部の幅領域に対し前記取付軸の外周面が当接する請求項１に記載のシート取り扱い装置。
3. 前記ローラの内周面におけるスラスト方向の全部の幅領域に対し前記取付軸の外周面が当接する請求項１または２に記載のシート取り扱い装置。
4. 接合部材の外周面の径は、取付軸の外周面の径より小さい請求項１乃至３のいずれか一に記載のシート取り扱い装置。
5. 取付軸と接合部材の接合手段は、圧入構成である請求項１乃至４のいずれか一に記載のシート取り扱い装置。
6. 取付軸と接合部材の接合手段は、樹脂弾性を用いた嵌合構成である請求項１乃至５のいずれか一に記載のシート取り扱い装置。
7. 前記取付軸と前記接合部材は回転方向の規制手段を備える請求項１乃至６のいずれか一に記載のシート取り扱い装置。
8. 前記規制手段は、Ｄカット形状によって規制するものである請求項７に記載のシート取り扱い装置。
9. 前記規制手段は、ピン形状によって規制するものである請求項７に記載のシート取り扱い装置。
10. 前記取付軸に対する前記接合部材の接合手段、及び、前記規制手段は、接着による構成である請求項７に記載のシート取り扱い装置。
11. 前記取付軸に対する前記接合部材の接合手段、及び、前記規制手段は、前記取付軸に対するアウトサート成型による接合部材の構成である請求項７に記載のシート取り扱い装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一に記載のシート取り扱い装置を備えた画像形成装置。

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