JP2021028260A - シート搬送ローラ、シート搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸体の一端側から複数の中空体のローラ体を挿入し圧入固定する際に、軸体に対して中空状のローラの軸体に対する固定力が低下する。【解決手段】 軸体とローラ支持体とローラ部材とを備えるシート搬送ローラであって、軸体は、第一断面において円周部と第一突起部とを備える第一突起円周部と、第二断面において円周部と第二突起部とを備える第二突起円周部と、を備え、ローラ支持体の内周面は、第二突起部の外径よりも大きな内径で形成される第一内周面と、円周部の外径より大きく、かつ、第一突起部の外径よりも小さな内径で形成される第二内周面と、を備える第一穴部と、を備え、第一ローラ支持体を軸体の一端側から挿通させる際に、第一ローラ支持体は、第二突起円周部に干渉せずに第二突起円周部を通過でき、第一ローラ支持体の第二内周面が軸体の第一突起円周部に圧入され固定される。【選択図】 図４

Description

本発明は、シート上にトナー像を形成する画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の本体内には、シートを搬送するための搬送ローラが、備えられている。搬送ローラを製作するには、まず軸体を製作し、この軸体に複数個の中空状のローラを嵌め込むことが一般的である。ここで、中空状のローラを軸体に嵌め込む際に、中空状のローラを軸体に固定する必要がある。特許文献１によれば、軸体の外周面上に多数の突起を形成し、突起が中空状のローラの内周面に食いこむように軸体と中空状のローラを圧入して固定している。

特開昭６０−１６１８１６

しかしながら、特許文献１の構成において、中空状のローラを軸体に圧入するための突起は、中空部の内周面に食い込むように、軸体の外周面に形成されている。一般に、軸体の外周面上に設けられた突起部に中空状のローラを取り付ける場合、一回目の圧入によって固定させる必要がある。これは、一度、中空状のローラが圧入されると、中空状のローラの内周面の変形や摩耗が発生し、内周面の内径が過剰に大きくなり、再度軸体の突起部に圧入させようとした場合、固定力は低下するからである。しかし、軸体の一端側から複数の中空体のローラを取り付ける場合、軸体に挿通されたローラは、軸体に設けられた突起部を通過しなければならない。その際に、中空体のローラは内周面の変形や摩耗を受けるため、軸体に取り付ける際の固定力が低下する虞がある。

これらを鑑みて、本発明は、軸体の一端側から複数の中空体のローラ体を挿入した時に、軸体に対して中空状のローラを軸体に圧入し固定することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明のシート搬送ローラは、金属の軸体と、樹脂材料からなり、前記軸体に挿入される複数のローラ支持体と、弾性部材からなり、前記ローラ支持体の外周面に巻き付けられるローラ部材であって、シートに当接して搬送するローラ部材と、を備えるシート搬送ローラであって、前記軸体は、軸方向に直交する第一断面の外周面において、軸体の外径である円周部と、前記円周部の外径より径方向に突出した複数の突部が円周方向に形成される第一突起部と、を円周方向に交互に備える第一突起円周部と、軸方向に直交し、前記第一断面と間隔をあけて配置される第二断面の外周面において、前記円周部と、前記円周部の外径より径方向に突出した複数の突部が円周方向に形成される第二突起部と、を円周方向に交互に備える第二突起円周部と、を備え、前記複数のローラ支持体は、前記第一突起円周部に固定される第一ローラ支持体と、前記第二突起円周部に固定される第二ローラ支持体と、を備え、前記第一ローラ支持体の内周面は、前記第二突起部の外径よりも大きな内径で形成される第一内周面と、前記円周部の外径より大きく、かつ、前記第一突起部の外径よりも小さな内径で形成される第二内周面と、を円周方向に交互に備える第一穴部と、前記第二ローラ支持体の内周面は、前記第二突起部の外径よりも大きな内径で形成される第三内周面と、前記円周部の外径より大きく、かつ、前記第二突起部の外径よりも小さな内径で形成される第四内周面と、を円周方向に交互に備える第二穴部と、を備え、前記第一ローラ支持体を前記軸体の一端側から挿通させる際に、前記第一ローラ支持体は、前記第二突起円周部に干渉せずに前記第二突起円周部を通過でき、前記第一ローラ支持体の第二内周面が、前記軸体の前記第一突起円周部に圧入され固定され、前記第知ローラ支持体が、前記第一突起円周部に圧入された後に、前記第二ローラ支持体を前記一端側から前記軸体に挿通させる際に、前記第二ローラ支持体の第四内周面が、前記軸体の前記第二突起円周部に圧入され固定されること、を特徴とする。

本発明により、軸体の一端側から複数の中空体のローラ体を挿入した時に、軸体に対して中空体のローラ体を圧入して固定することが可能となる。

本実施形態に係わる画像形成装置の断面図。 実施形態１に係る搬送ローラの斜視図と側面図と正面図 実施形態１に係る搬送ローラの組立手順を説明する斜視図 実施形態１に係るローラ軸とローラ体の各断面図 実施形態１に係るローラ体が第二突起円周部を通過する際の断面図 実施形態１に係るローラ体が軸体に圧入された際の断面図 実施形態２に係るローラ軸の斜視図 実施形態２に係る軸体の断面図 実施形態２に係るローラ軸とローラ体とを固定治具によって組立する図 実施形態２の固定治具にセットされたローラ体の断面図 実施形態２の搬送ローラ組立途中の断面図 実施形態２ローラ組立後の搬送ローラの断面図

［実施形態１］
以下、図面を参照しつつ、実施形態１について説明する。なお、従来例及び各図面において、同等の部材、部分、機能には同一の符号を記すものとする。

＜画像形成装置＞
まず、図１を用いて、搬送ローラを備えた画像形成装置１００について説明する。図１は、実施形態１における搬送ローラを備えた画像形成装置の断面図である。以下の説明において、画像形成装置１００の正面（前面、手前側）とは図１の紙面において手前側、背面（後面、奥側）とはその反対側である。左右とは、画像形成装置１００を正面から見て左と右である。上下とは、重力方向において上と下である。上流側と下流側は、シート搬送路におけるシート搬送の上流側と下流側である。

不図示の外部接続ケーブルから伝送されてきた画像情報が、不図示のコントローラにより処理される。さらに、処理結果に基づいた信号によって、レーザスキャナユニット１５２からレーザ光が発せられ感光体ドラム１５１上に静電潜像が形成され、感光体ドラム上の静電潜像は現像器１５３により現像され、感光体上にトナー像が形成される。その後、一次転写装置１５４により所定の加圧力及び静電的負荷バイアスが与えられ、中間転写ベルト１５５上にトナー像が転写される。以上、説明した画像形成部１５０は、図１において、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ及びブラックＢｋの４セットが備えられている。

次に、中間転写ベルト１５５について説明する。中間転写ベルト１５５は、図１中の矢印Ａ方向へと回転する。従って、先述のＹ、Ｍ、Ｃ、及びＢｋの各画像形成部により並列処理される。各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト１５５上に一次転写された上流のトナー像に重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト１５５上に形成され、二次転写部１４０へと搬送される。

一方、カセット１１１に積載されたシートＳが、給紙部１１０により一枚ずつ分離されて給送される。給送されたシートＳは、シート搬送方向下流側に配置された搬送ローラ対１２０に向かって搬送され、その後レジストローラ対１３１を有するシート斜行補正装置１３０に搬送される。シート斜行補正装置１３０において、シートＳの斜行が補正された後、搬送ローラ対１２０及びレジストローラ対１３１によりシートＳは二次転写部１４０へと搬送される。

以上、それぞれ説明したシートＳの搬送プロセスと画像形成プロセスを以って、二次転写部１４０においてシートＳ上にフルカラーのトナー像が二次転写される。その後、シートＳは、定着器１６０へと搬送される。定着器１６０は、略対向するローラもしくはベルト等による所定の加圧力と、一般的にはヒータ等の熱源による加熱効果を加えてシートＳ上にトナーを溶融固着させる。このようにして得られた定着画像を有するシートＳは、定着後搬送部１７０を通過して、排紙ローラ対１７１によって画像形成装置１００の胴内に設置されている排紙トレイ１８０上に整列しながら積載される。両面画像形成を要する場合には、切換フラッパ１７２による分岐で反転搬送装置１９０へと搬送されるかの経路選択が行われる。

＜シート搬送ローラ＞
次に、シート搬送ローラ１２０ａについて図２を用いて説明する。図２は、シート搬送ローラの斜視図、正面図及び側面図である。

まず、図１により示した搬送ローラ対１２０は、駆動入力されるシート搬送ローラ１２０ａと不図示の従動ローラ１２０ｂで構成されている。搬送ローラ１２０ａは、図２のように、軸体であるローラ軸１にローラ体５が軸方向に２箇所で固定されている。ローラ体５は、ローラ軸１に挿入されるローラ支持体２と、ローラ支持体の外周面に巻き付けられ、シートに当接しシートを搬送するローラ部材６とで構成される。

ローラ軸１の材料として、汎用的に使用される鋼の中でも、切削容易性および作業性の高い快削鋼等の金属を例示することができる。また、ローラ支持体２の材料としては、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）、アクリロニトルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）やガラス等の強化材を加えたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂の樹脂材料を例示することができる。さらに、ローラ部材６の材料としては、使用環境・条件・耐久性などを考量して使い分ける。例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）材を一般材として、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、シリコンゴム（ミラブルゴム）などのゴムを有する弾性部材を例示することができる。また、射出成形可能な熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）類やゴムコンパウンドシリコン樹脂（液状シリコンゴム）等々も例示することができる。本実施形態において、ローラ軸１は快削鋼、ローラ支持体２はポリアセタール（ＰＯＭ）、ゴム部はエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）を採用した。

ローラ軸１の両端部は、不図示の軸受によって回転自在に軸支されており、一方の軸端部が軸受のさらに外側に設けられた不図示の駆動列及びモータに連結される。そして、モータ等の駆動伝達手段の回転駆動によりシート搬送ローラ１２０ａは回転する。一方、不図示の従動ローラ１２０ｂは、シート搬送ローラ１２０ａのローラ体５のゴムローラ６に外周面が対向するように配置されたコロを有し、ゴムローラ６に所定圧で接触する。

このように構成されている搬送ローラ対１２０においては、シート搬送ローラ１２０ａに駆動が伝達されると、シート搬送ローラ１２０ａの回転に従動ローラ１２０ｂが従動回転するようになる。そして、両ローラのニップに入った不図示のシートＳは両ローラに挟持されて搬送される。

＜シート搬送ローラにおけるローラ軸とローラ体の形状＞
次に、ローラ軸１とローラ体５について、図３と図４を用いて説明する。図３は、本実施形態のシート搬送ローラにおける軸体とローラ体の組立手順の説明図である。図４は、図３におけるローラ軸とローラ体の軸方向に直交する方向の断面図である。

図３に示すように、ローラ軸１の外周面において、凹凸のローレット部を有する領域が軸方向に間隔をあけて２箇所（８および９）に設けられている。ローラ軸１の一端側から２個のローラ体５１と５２が挿入され、ローラ体５１が固定される軸体のローレット部は第一突出円周部８であり、ローラ体５２が固定される軸体のローレット部は第二突出円周部９である。

本実施形態において、２か所設けられたローレット部は、同一形状である。図４（ａ）は、図３における第一突出円周部８のＢ１−Ｂ１における断面図である。また、図４（ｂ）は、同様に第二突出円周部９のＢ２−Ｂ２における断面図である。ローレットの形状は、軸体１の外径である円周部４と、円周部の外径よりも径方向に突出した複数の突部が円周方向に形成される突起部（第一突起部３あるいは第二突起部１４）と、を円周方向に交互に設けられている。突起部は円周方向に３か所あるいは４か所形成されており、円周部４と突起部は、外周面に交互に４か所配置されている。

突起部（第一突起部３あるいは第二突起部１４）である山形状の頂点を結んで決まる円弧の直径をφｄ_Ｒと定義し、ローレット形状のない軸の円周部である直径をφｄ_Ｓと定義した時、その大小関係は、φｄ_Ｒ＞φｄ_Ｓである。

図４（ｃ）は、図３におけるローラ体５１のＣ１−Ｃ１における断面図である。また、図４（ｄ）は、図３におけるローラ体５２のＣ２−Ｃ２における断面形状である。２つのローラ体５１と５２の断面は、同一形状である。ローラ体５１には、ローラ軸１に設けられた円周部４と第一突起部３に対応するように第一穴部１０が設けられている。第一穴部１０には、第二突起部１４の外径よりも大きな内径で形成される第一内周面１２と、円周部４の外径より大きく第一突起部３の外径よりも小さな内径で形成される第二内周面１３と、を円周方向に交互に備えている。第二内周面１３は、直径がφＤ１で円周方向においてａ１、ａ２、ａ３、ａ４の領域で形成されており、第一内周面１２は、直径がφＤ２で円周方向においてｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４の領域に形成されている。

同様に、図４（ｄ）に示すように、ローラ体５２には、ローラ軸１に設けられた円周部４と第二突起部１４に対応するように第二穴部１７が設けられている。第二穴部１７には、第二突起部１４の外径よりも大きな内径で形成される第三内周面１５と、円周部４の外径より大きく第二突起部１４の外径よりも小さな内径で形成される第四内周面１６と、を円周方向に交互に備えている。第四内周面１６は、直径がφＤ１で円周方向においてａ１、ａ２、ａ３、ａ４の領域で形成されており、第三内周面１５は、直径がφＤ２で円周方向においてｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４の領域に形成されている。

ここで、ローラ軸１のφｄ_Ｒおよびφｄ_Ｓと、ローラ体５１および５２の内周径φＤ１、φＤ２の大小関係はφＤ２＞φｄ_Ｒ＞φＤ１＞φｄ_Ｓである。φＤ１とφｄ_Ｓは、以下のようなハメ合い公差で設定されている。
ローラ軸１の外径φｄ_Ｓ：φ６ｆ９（−０．０１／−０．０４）
ローラ体５の軸体圧入部の内周径φＤ１：φ６Ｈ１０（＋０．０４８／０）

本実施形態において、ローラ体５をローラ軸１に挿入する程度を重視し、一般的に使用されている「すきまばめ」を採用した。しかし、「中間ばめ」や「しまりばめ」でも良く、公差域クラスにおいても、ｆ９やＨ１０以外の他の値でも良い。

＜ローラ軸とローラ体の固定＞
次に、ローラ体５１および５２をローラ軸１に組み付ける方法を説明する。図３に示す通り、ローラ体５１は、ローラ軸１に設けられた第二突起円周部９を通過する。図５は、ローラ体５１が第二突起円周部９を通過する際の断面図を示す。その際に、軸体１とローラ体５１の軸周りの位相は同位相となり、ローレット形状の第二突起部１４が、ローラ体５１の第一内周面１２と第二内周面１３に接触しない。

その後、ローラ体５１は第一突起円周部８に移動される。図６（ａ）は、ローラ体５１が第一突起円周部８に圧入された時の断面図を示す。図６（ａ）に示すように、軸体１がローラ体５１に対して回転されることで、第一突起部３が第二内周面１３に圧入され固定される。ローラ軸１のローレット形状の第一突起部３が、ローラ体５の第二内周面１３に侵入している。その侵入量はφｄ_ＲとφＤ１との差分だけであり、本実施形態において、その侵入量は０．２から０．３ｍｍ程度である。また、ローラ体５１の第一内周面１２と第二内周面１３との繋ぎ部は、テーパーが形成されており、回転固定する際の作業性を向上させている。

そして、２つ目のローラ体５２を軸体１に取り付ける。図６（ｂ）は、ローラ体５２が第二突起円周部９に圧入された時の断面図を示す。図６（ｂ）に示すように、ローレット形状である第二突起部１４は、ローラ体５２の第３内周面１５によって干渉することなく取り付け位置に移動できる。その後、ローラ体５２を回転させることで、第二突起部１４が第四内周面１６に侵入し、ローラ体５２はローラ軸１に圧入され固定される。

以上、本実施形態の構成において、ローラ体５１の第一穴部１０は、軸体１の第二突起部１４によって変形および摩耗されず、第一突起部３が第二内周面１３に初めて圧入され固定さるため、軸体１に対する固定力が確保される。つまり、軸体１にローラ体５１を固定する際に、軸周り方向に軸体１とローラ体５の断面形状の位相を合わせることで、ローラ体５１へのローレット形状の圧入を１回のみにすることができる。軸体１に対して複数のローラ体を軸体の一端側から挿通させた時に、ローラ体に変形や摩耗を発生させずに、確実にローラ体を軸体に固定することができる。

上述した実施形態において、２個のローラ体の場合を説明したが、ローラ体の数が３あるいは４個、それ以上の場合でも、軸体とローラ体の位相を合わせることによって、ローラ体は軸体に確実に固定することが可能になる。また、軸体とローラ体の位相を合わせる方法として、軸体を回転させても、ローラ体を回転させても、どちらでもよい。

［実施形態２］
実施形態２では、ローラ軸１に設けられた第一突出円周部８と第二突出円周部９の形状の位相が、円周方向にずれている形態である。実施形態１と重複する部分については、説明を省略する。

図７は、実施形態２におけるローラ軸１１の斜視図である。実施形態１と同様に、ローラ軸１１には、軸方向に間隔をあけて２か所のローレット形状（８および９）が設けられている。図８は、図７の同一の基準に対するローラ軸１１の断面図であり、図８（ａ）は第一突出円周部８のＢ３−Ｂ３における断面図であり、図８（ｂ）は第二突出円周部９のＢ４−Ｂ４における断面図である。第二突出円周部９の断面形状は、第一突出円周部８の断面形状を軸の円周方向に４５度だけ回転させた断面である。

次に、ローラ体をローラ軸１１の組立方法に関して、説明する。図９は、固定治具７を使用した組立に関する説明図である。図１０は、固定治具７にセットされたローラ体５３および５４の断面図である。図１０（ａ）はローラ体５３の断面図を示し、図１０（ｂ）はローラ体５４の断面図である。

図９に示すように、ローラ体５３および５４が組立するための固定治具７にセットされている。固定治具７にセットされた各ローラ体の断面形状は、図１０に示されているが、第一穴部１０と第二穴部１７の円周方向における位相は、４５度だけずれた位置である。この状態で、軸体１１は、図９に示すように軸の長手の矢印方向に移動して、固定治具７に近づき、ローラ体５３、５４に、挿入される。その際、軸体１１の第二突出円周部９がローラ体５３の第一穴部１０を通過する（図１１）。その際、軸体１１のローレット形状である第二突起部１４は、ローラ体５３の第一内周面１２に接触しない。

そして、さらに軸体１１が右方向に移動すると、第一突出円周部８がローラ体５３の第一穴部１０に侵入する。この時の断面が、図１２（ａ）になる。ローレット部は、ローラ体の第一内周面１２に圧入される。一方、軸体１１の第二突起円周部９が、ローラ体５４の指示体穴部１０に侵入する。この時の断面は、図１２（ｂ）になる。

このように、軸体１１のローレット形状が、ローラ体５３、５４に圧入され固定される。実施形態１において、軸体あるいはローラ体を回転させて固定させるのに対して、実施形態２では、軸体の軸方向移動という１工程で２つのローラ体を軸体に固定できる。加工設備の簡易化、加工工程の簡素化が可能になるメリットがあり、量産に適した形態である。

１、１１ ローラ軸
２ ローラ支持体
３ 第一突起部
４ 円周部
５ ローラ体
５１ 第一ローラ支持体
５２ 第二ローラ支持体
６ ローラ部材
７ 固定治具
８ 第一突出円周部
９ 第二突出円周部
１０ 第一穴部
１２ 第一内周面
１３ 第二内周面
１４ 第二突起部
１５ 第三内周面
１６ 第四内周面
１７ 第二穴部
ａ１、ａ２、ａ３、ａ４ ローラ体の軸体ローレット圧入部領域
ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４ ローラ軸突起部の外径を逃げた径（φＤ２）の領域

Claims (6)

1. 金属の軸体（１）と、樹脂材料からなり、前記軸体に挿入される複数のローラ支持体（２）と、弾性部材からなり、前記ローラ支持体の外周面に巻き付けられるローラ部材であって、シートに当接して搬送するローラ部材（６）と、を備えるシート搬送ローラであって、
   前記軸体は、軸方向に直交する第一断面の外周面において、軸体の外径である円周部（４）と、前記円周部の外径より径方向に突出した複数の突部が円周方向に形成される第一突起部（３）と、を円周方向に交互に備える第一突起円周部（８）と、
   軸方向に直交し、前記第一断面と間隔をあけて配置される第二断面の外周面において、前記円周部（４）と、前記円周部の外径より径方向に突出した複数の突部が円周方向に形成される第二突起部（１４）と、を円周方向に交互に備える第二突起円周部（９）と、を備え、
   前記複数のローラ支持体は、前記第一突起円周部（８）に固定される第一ローラ支持体（５１）と、前記第二突起円周部（９）に固定される第二ローラ支持体（５２）と、を備え、
   前記第一ローラ支持体（５１）の内周面は、前記第二突起部（１４）の外径よりも大きな内径で形成される第一内周面（１２）と、前記円周部の外径より大きく、かつ、前記第一突起部（３）の外径よりも小さな内径で形成される第二内周面（１３）と、を円周方向に交互に備える第一穴部（１０）と、
   前記第二ローラ支持体（５２）の内周面は、前記第二突起部（１４）の外径よりも大きな内径で形成される第三内周面（１５）と、前記円周部の外径より大きく、かつ、前記第二突起部（１４）の外径よりも小さな内径で形成される第四内周面（１６）と、を円周方向に交互に備える第二穴部（１７）と、
   を備え、
   前記第一ローラ支持体（５１）を前記軸体（１）の一端側から挿通させる際に、前記第一ローラ支持体（５１）は、前記第二突起円周部（９）に干渉せずに前記第二突起円周部を通過でき、前記第一ローラ支持体の第二内周面（１３）が、前記軸体の前記第一突起円周部（８）に圧入され固定され、
   前記第一ローラ支持体が、前記第一突起円周部に圧入された後に、前記第二ローラ支持体（５２）を前記一端側から前記軸体に挿通させる際に、前記第二ローラ支持体の第四内周面（１６）が、前記軸体の前記第二突起円周部（９）に圧入され固定されること、
   を特徴とするシート搬送ローラ。
2. 前記軸体の前記第一断面の外周面において、前記第一突起部と前記円周部は、円周方向に交互に４か所に形成されており、
   前記軸体の前記第二断面の外周面において、前記第二突起部と前記円周部は、円周方向に交互に４か所に形成されており、
   前記第一ローラ支持体の前記第一穴部において、前記第一内周面と前記第二内周面は、円周方向に交互に４か所に形成されており、
   前記第二ローラ支持体の前記第二穴部において、前記第三内周面と前記第四内周面は、円周方向に交互に４か所に形成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載のシート搬送ローラ。
3. 前記軸体の前記第一突起部および前記第二突起部は、３か所よりも多い突部が円周方向に形成されていること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載のシート搬送ローラ。
4. 前記一突起円周部と前記第二突起円周部の同一の基準に対する断面形状は、円周方向において位相がずれていること、
   を特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のシート搬送ローラ。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載のシート搬送ローラと、
   前記シート搬送ローラに駆動を伝達する駆動伝達手段と、を備えること、
   を特徴とするシート搬送装置。
6. 請求項１乃至４の何れか１項に記載のシート搬送ローラと、
   前記シート搬送ローラによって搬送されたシートに画像を形成する画像形成部と、を備えること、
   を特徴とする画像形成装置。

Images