JP2021066584A - 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】 軸体の軸中心と中空体の穴中心とが、互いにずれた状態で取り付けられた場合、軸体の回転に対して中空体が偏心し、シート搬送性が不安定となる虞があった。【解決手段】 ローラ部材とローラ支持体と軸体とを備えるシート搬送ローラであって、前記軸体は、軸方向に直交する断面において、前記軸体の外周面から径方向に突出し、円周方向に連続的に形成される複数の突起部と、前記軸体の外周部と、が円周方向に交互に配置されており、前記ローラ支持体は、穴部が設けられており、前記穴部は第一の内径を有する第一内周面と前記第一の内径と異なる第二の内径を有する第二内周面と、が円周方向に交互に配置されており、前記ローラ支持体の前記穴部に前記軸体が挿通された際に、前記複数の突起部が前記第二内周面に食い込み、かつ、前記外周部が前記ローラ支持体の前記第一内周面と嵌合する。【選択図】 図５

Description

本発明は、シートを搬送するシート搬送ローラに関する。

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。一般的に、搬送ローラにおいては、軸体に複数の中空状のローラが嵌め込まれる。ここで、中空状のローラを軸体に嵌め込む際に、中空状のローラは軸体に固定される必要がある。特許文献１によれば、軸体の外周面上に多数の突起を有しており、突起が中空状のローラの内周面に食い込むことで、中空状のローラが軸体に圧入され固定される。

特開昭６０−１６１８１６号公報

一般的に、軸体の外周面上に形成される複数の突起部の高さは、径方向に部品公差に伴う寸法のバラツキを有する。同様に、軸体に取り付けられる中空状のローラの内周面の内径もまた、径方向にバラツキを有する。

ここで、特許文献１において、軸体に中空体を取り付けた際に、それぞれの突起部における中空状の内周面への食い込む量が異なり、軸体の軸中心と中空体の穴中心の位置がずれる虞がある。軸体の軸中心と中空体の穴中心とが、互いにずれた状態で取り付けられた場合、軸体の回転に対して中空体が偏心し、シート搬送性が不安定となる虞があった。

これらを鑑みて、本発明は、中空状のローラを軸体に取り付ける際に、軸体の軸中心と軸体に固定された中空体との穴中心の位置のずれを低減させるとともに、中空状のローラを軸体に確実に固定することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明のシート搬送ローラは、シートに当接するローラ部材と、前記ローラ部材を支持し前記ローラ部材と一体となって回転可能な樹脂製のローラ支持体と、前記ローラ支持体が取り付けられる金属製の軸体と、を備えるシート搬送ローラであって、前記軸体は、軸方向に直交する断面において、前記軸体の外周面から径方向に突出し、円周方向に連続的に形成される複数の突起部と、前記軸体の外周面である外周部と、が円周方向に交互に配置されており、前記ローラ支持体は、穴部が設けられており、前記穴部は第一の内径を有する第一内周面と前記第一の内径と異なる第二の内径を有する第二内周面と、が円周方向に交互に配置されており、前記ローラ支持体の前記穴部に前記軸体が挿通された際に、前記複数の突起部が前記第二内周面に食い込み、かつ、前記外周部が前記ローラ支持体の前記第一内周面と嵌合し、前記軸体と前記ローラ支持体とが固定されることを特徴とする。

本発明により、中空状のローラを軸体に取り付ける際に、軸体の軸中心と軸体に固定された中空体との軸中心の位置のずれを低減させるとともに、中空状のローラを軸体に確実に固定することが可能となる。

実施形態１に係わる画像形成装置の概略断面図 実施形態１のシート搬送ローラの外観図 実施形態１のシート搬送ローラのローラ軸とローラ体の組立の説明図 実施形態１のローラ軸とローラ支持体の断面図 実施形態１のシート搬送ローラの断面図 実施形態２のシート搬送ローラのローラ軸とローラ体の組立の説明図 実施形態２のローラ軸とローラ支持体の断面図 実施形態２のシート搬送ローラの断面図

［実施形態１］
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態１について説明する。なお、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、本実施形態のシート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、本実施形態のシート搬送ローラを備えた画像形成装置の概略断面図である。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、シート搬送方向において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の場合、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方向へと搬送駆動される。従って、先述のＹ、Ｍ、Ｃ、及びＢｋの各画像形成装置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シート搬送ローラ対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によってシートＳの斜行が補正された後、シート搬送ローラ対１２０およ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。

＜シート搬送ローラ＞
次に、本実施形態のシート搬送ローラ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１２０ａの外観図である。図２（ａ）は斜視図であり、図２（ｂ）は側面図であり、図２（ｃ）は正面図である。

図１に示したシート搬送ローラ対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。図２（ｃ）で示すように、シート搬送ローラ１２０ａは、金属製の軸体であるローラ軸１にローラ体５がシート搬送ローラ１２０ａの軸線方向の中心線ＬＣで対称に２個配置されている。ローラ体５は、樹脂製のローラ支持体２とローラ部材であるゴムローラ６で構成されている。ローラ支持体２の外周部にゴムローラ６が取り付けられ、ゴムローラ６がシートと当接しシートを搬送する。ゴムローラ６とローラ支持体２は、互いに一体となって回転可能であり、相対的に位相がずれないように固定されている。

ローラ支持体２の材料は、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）等の合成樹脂を例示することができる。本実施形態において、ＰＯＭを採用した。

また、ゴムローラ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）材を中心に、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）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、ＥＰＤＭを採用した。

ローラ軸１の両端部は、不図示の駆動軸受で回転自在に軸支されており、一方の軸端部が駆動軸受のさらに外側に設けられた不図示の駆動伝達手段である駆動列及びモータに連結される。そして、不図示のモータの回転駆動により、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シート搬送ローラ対１２０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。そして、両ローラのニップに入った不図示のシート材は、両ローラに挟持されて搬送される。

＜シート搬送ローラのローラ軸とローラ体の固定＞
次に、シート搬送ローラ１２０ａのローラ軸１とローラ体５の固定について、図３と図４と図５および図６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の組立手順の説明図である。図４は、図３のシート搬送ローラのローラ軸１およびローラ体５の断面図である。図５は、図３のシート搬送ローラの断面図である。

図３で示すように、２個のローラ体５はローラ軸１の両端部から矢印方向に挿通される。ローラ軸１の両端部から挿通されたローラ体５は、ローラ軸１に形成された突起部３の位置まで移動される。そして、突起部３まで移動されたローラ体５は、ローラ軸１に設けられた突起部３の先端がローラ支持体２の穴部７の表面に食い込んで固定される。その結果、図２で示したようにローラ軸１とローラ体５とが一体となって回転するシート搬送ローラ１２０ａが形成される。

図４（ａ）は、図３のローラ軸１におけるＢ−Ｂ断面図である。図４（ａ）より、ローラ軸１は、軸方向に直交する断面において、軸の外周面から径方向に突出し円周方向に連続的に形成される複数の突起部３と、ローラ軸１の外周面である外周部１ａと、が円周方向に交互に配置されている。本実施形態において、円周方向に連続的に並んだ４個の突起部３が、外周部１ａを介して３か所形成されている。また、ローラ軸１の中心位置Ｏｒから複数の突起部３の先端までの距離をＲ１とし、ローラ軸１の外周部１ａの半径をＲ２とした時、Ｒ１の方がＲ２よりも大きくしている。つまり、突起部３の先端は、軸体１の外周部１ａよりも突出するように形成されている。

また、図４（ｂ）は、図３のローラ体５におけるＣ−Ｃ断面図である。図４（ｂ）より、ローラ支持体２には穴部７が設けられており、穴部７は第一の内径の半径ｒ１を有する第一の内周面７ａと第一の内径と異なる第二の内径の半径ｒ２を有する第二の内周面７ｂと、が円周方向に交互に配置されている。本実施形態において、第一の内径の半径ｒ１の方が、第二の内径の半径ｒ２よりも大きくしている（ｒ１＞ｒ２）。

ローラ軸１の外周部１ａの外径Ｒ２とローラ支持体２の第二の内径ｒ２とは、すきま嵌めの関係であり、図３に示すようにローラ支持体２をローラ軸１に挿通させる際の組立作業性を向上させている（Ｒ２＜ｒ２）。また、ローラ軸１とローラ支持体２の位置ずれの精度をさらに向上させるために、外周部１ａの外径Ｒ２とローラ支持体２の第に内径ｒ２との大きさを同一にしても良い（Ｒ２≦ｒ２）。突起部３の先端までの距離Ｒ１は、ローラ支持体２の第一の内径の半径ｒ１よりも大きくしており、突起部３がローラ支持体２の第一の内周面７ａに食い込むようにしている（Ｒ１＞ｒ１）。つまり、Ｒ１とＲ２とｒ１とｒ２の大小関係は、以下の通りである。
Ｒ１＞ｒ１＞ｒ２≧Ｒ２

図５は、ローラ体５がローラ軸１に挿通され固定された時のシート搬送ローラの断面図である。上述したように、本実施形態において、複数の突起部３は円周方向に等間隔で３か所に配置されている。また、ローラ軸１の外周部１ａの半径Ｒ２とローラ支持体２の第二の内周面７ｂの半径ｒ２の関係は、すきま嵌めの嵌合である。よって、ローラ軸１の外周部１ａとローラ支持体２の第二の内周面７ｂが嵌合し接触するため、ローラ軸１の軸中心Ｏｇとローラ支持体２の穴部７の穴中心Ｏｒとの位置のずれを小さくすることができる。

さらに、複数の突起部３はローラ支持体２の第一の内周面７ａに食い込むため、食い込みによって発生する変形領域が、外周部１ａと嵌合する第二の内周面７ｂの領域に及ぼすことを低減することができる。

以上、本実施形態のシート搬送ローラにおいて、ローラ支持体２をローラ軸１に挿通させる際に、複数の突起部３がローラ支持体２の第一の内周面７ａに食い込むことで、ローラ軸１とローラ支持体２とを固定することが可能となる。また、軸体の外周部１ａがローラ支持体２の第二の内周面７ｂと嵌合することで、ローラ軸１の軸中心Ｏｇとローラ支持体２の穴中心Ｏｒのずれを小さくすることができる。よって、ローラ軸１を回転させた時のローラ支持体２の偏心を低減することができ、安定したシート搬送を実現することができる。

［実施形態２］
次に、実施形態２について、図６と図７および図８を用いて説明する。本実施形態は、実施形態１と同様に、画像形成装置１００に備えられたシート搬送ローラ１２０ａである。本実施形態の説明にあたって、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６は、本実施形態のシート搬送ローラ１２０ａの組立手順の説明図である。図７は、図６のシート搬送ローラの軸体１１およびローラ体５の断面図である。図７（ａ）は図６における軸体１１のＢ−Ｂ断面図であり、図７（ｂ）は図６におけるローラ体５のＣ−Ｃ断面図である。図８は、シート搬送ローラ１２０ａの断面図である。

図６に示すように、ローラ軸１１の突起部３は、軸方向において軸体１１の両端部から取り付け部まで連続的に延びるように形成されている。

図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、軸体１１の中心から突起部３の先端までの距離Ｒ１は、ローラ支持体２の第一の内径の半径ｒ１よりも大きくしており、突起部３がローラ支持体２の第一の内周面７ａに食い込むようにしている（Ｒ１＞ｒ１）。ローラ軸１１の外周部１ａの半径Ｒ２とローラ支持体２の第二の内径の半径ｒ２とは、すきま嵌めの関係であり、図６に示すようにローラ支持体２をローラ軸１１に挿通させる際の組立作業性を向上させている（Ｒ２＜ｒ２）。また、ローラ軸１とローラ支持体２の位置ずれの精度をさらに向上させるために、外周部１ａの半径Ｒ２とローラ支持体２の第二の内径の半径ｒ２との大きさを同一にしても良い（Ｒ２≦ｒ２）。そして、本実施形態において、複数の突起部３が食い込む第一の内周面７ａの半径をｒ１とし、外周部１ａと嵌合する第二の内周面７ｂの半径をｒ２とした時、ｒ１の方がｒ２よりも小さくしている（ｒ１＜ｒ２）。つまり、Ｒ１とＲ２とｒ１とｒ２の大小関係は、以下の通りである。
Ｒ１＞ｒ１＜ｒ２≧Ｒ２

以上、本実施形態のシート搬送ローラにおいて、ローラ支持体２をローラ軸１１に挿通させる際に、複数の突起部３がローラ支持体２の第一の内周面７ａに食い込むことで、ローラ軸１とローラ支持体２とを固定することが可能となる。また、軸体の外周部１ａがローラ支持体２の第二の内周面７ｂと嵌合することで、ローラ軸１の軸中心Ｏｇとローラ支持体２の穴中心Ｏｒのずれを小さくすることができる。よって、ローラ軸１を回転させた時のローラ支持体２の偏心を低減することができ、安定したシート搬送を実現することができる。

以上、実施形態１および実施形態２について説明したが、本発明にかかる構成の適用範囲はこれらの実施形態に限定されず、例えば、給紙部１１０の給紙ローラ、レジストローラ１３１、排紙ローラ対１７１、反転ローラ対１７３にも適用可能である。また、実施形態１および実施形態２において、ローラ体５を軸線方向に２か所設けているが、１か所でも３か所以上でも良い。さらに、上記構成に限るものでもなく、機能が同じであれば、他の事例に適応可能で、何ら問題は無く同様の効果が得られる。

１ 軸体
１ａ 外周部
２ ローラ支持体
３ 突起部
５ ローラ体
６ ローラ部材
７ 穴部
７ａ 第一の内周面
７ｂ 第二の内周面
１２０ａ シート搬送ローラ
ｒ１ 第一の内径の半径
ｒ２ 第二の内径の半径
Ｒ１ 軸中心と突起部の先端までの距離
Ｒ２ 軸体の外周部の半径
Ｏｒ 軸体の中心
Ｏｇ ローラ支持体の中心

Claims (7)

1. シートに当接するローラ部材と、前記ローラ部材を支持し前記ローラ部材と一体となって回転可能な樹脂製のローラ支持体と、前記ローラ支持体が取り付けられる金属製の軸体と、を備えるシート搬送ローラであって、
   前記軸体は、軸方向に直交する断面において、前記軸体の外周面から径方向に突出し、円周方向に連続的に形成される複数の突起部と、前記軸体の外周面である外周部と、が円周方向に交互に配置されており、
   前記ローラ支持体は、穴部が設けられており、前記穴部は第一の内径を有する第一内周面と前記第一の内径と異なる第二の内径を有する第二内周面と、が円周方向に交互に配置されており、
   前記ローラ支持体の前記穴部に前記軸体が挿通された際に、前記複数の突起部が前記第二内周面に食い込み、かつ、前記外周部が前記ローラ支持体の前記第一内周面と嵌合し、前記軸体と前記ローラ支持体とが固定されること、
   を特徴とするシート搬送ローラ。
2. 前記軸体の中心と前記複数の突起部の先端との距離は、前記ローラ支持体の前記第一の内径の半径よりも大きく設定することによって、前記ローラ支持体の前記穴部に前記軸体が挿通された際に、前記複数の時部が前記第二内周面に食い込むこと、
   を特徴とする請求項１に記載のシート搬送ローラ。
3. 前記第二の内径の半径は、前記軸体の前記外周部の半径より大きい又は同等に設定することによって、前記ローラ支持体の前記穴部に前記軸体が挿通された際に、前記外周部が前記ローラ支持体の前記第一内周面とすきま嵌めの嵌合となること、
   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. 前記ローラ支持体の前記第一の内径の半径は、前記第二の内径の半径より大きいこと、
   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. 前記ローラ支持体の前記第二の内径の半径は、前記第一の内径の半径よりも大きいこと、
   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。
6. 請求項１乃至５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。
7. 請求項１乃至５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。

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