JP2021066585A - 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する１つの突起部と、前記軸体の外周面である外径部と、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、所定の内径で形成された穴部が設けられており、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、前記突起部が前記ローラ支持体の前記穴部の内周面に食い込み、かつ、前記外径部が前記ローラ支持体の前記穴部の内周面と嵌合し、前記軸体と前記ローラ支持体とが固定される。【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、軸体に複数の中空体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、軸体は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

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。

上記の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する１つの突起部と、前記軸体の外周面である外径部と、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、所定の内径で形成された穴部が設けられており、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、前記突起部が前記ローラ支持体の前記穴部の内周面に食い込み、かつ、前記外径部が前記ローラ支持体の前記穴部の内周面と嵌合し、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。

本発明の実施形態に係わる画像形成装置の断面図 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組立手順の説明図 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ローラ部の断面図 ローラ支持体と軸体との間に嵌合領域がない断面図 ローラ支持体と軸体の嵌合領域を設けるための突起部高さと嵌合長さの条件を示す模式図 実施形態２のシート搬送ローラの外観図

［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、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。

＜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。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および図５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軸体１およびローラ体５の断面図である。図５は、図２（ｂ）のシート搬送ローラの断面図である。

図３で示すように、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。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、ローラ軸１の外周面から径方向に突出する突起部３と、ローラ軸１の外周面である外径部１ａと、が円周方向に交互に複置されている。本実施形態において、突起部３は、軸体１の外周部に６か所形成されている。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には所定の内径で形成された穴部７が設けられており、穴部７の内側に内周面７ａが設けられている。なお、穴部７はローラ支持体の回転中心において、所定の半径で円周全域にわたって形成されている。

図３において、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。ローラ体５がローラ軸１の端部から突起部３まで移動する間、ローラ軸１の外周面１ａの外径とローラ支持体２の穴部７の内径とは、すきま嵌めの関係であり、組立における作業性を向上させている。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がローラ支持体２の穴部７の内周面７ａ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。図５（ａ）はシート搬送ローラの全体断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の突起部３のＤ部拡大図である。図５（ｂ）に示すように、突起部３は、ローラ支持体２を変形させて内周面７ａに食い込む。この時、図５（ａ）に示すように、ローラ支持体２の内周面７ａは、ローラ軸１の径方向の外側へ力Ｆを受ける。本実施形態おいて、突起部３をローラ軸１の外周部１ａに、円周方向に等間隔で配置したことで、６か所で発生する力Ｆが均衡して、ローラ支持体２に引き起こす変形を最小限に抑えつつ、固定することができる。

また、図５（ｂ）で示すように、突起部３の近傍のローラ支持体２の内周面７ａは、３つの領域に分類できる。塑性変形して突起部３の先端部３１が完全に食い込んだ領域７１と、塑性変形と弾性変形が混在してローラ軸１と内周面７ａとの間に隙間が生成される領域７２と、外径部１ａと嵌合する非変形領域７３である。ローラ軸１と内周面７ａとの間に形成される隙間は、突起部３の一部と外径部１ａの一部との両方に設けられている。ローラ支持体２の非変形領域７３は、ローラ軸１の外周面１ａが嵌合して、ローラ軸１とローラ支持体２の位置決め部として機能する。

通常、ローラ体５のような円筒体の内周面を支持して位置決めするためには、３か所以上の支持部が必要になる。本実施形態では、突起部３をローラ軸１の外周面１ａ上の円周方向に等間隔で６か所設けたが、突起部３は等間隔で３か所以上設けてあれば、それぞれの突起部３の間の内周面７ａとローラ軸１の外周面１ａとの嵌合部も３か所以上となる。そのため、突起部３は、ローラ軸１の外周面１ａ上の円周方向に、等間隔で３か所以上設ければよい。

また、図６は、ローラ軸１とローラ支持体２が突起部３によって固定されているものの、外径部１ａと内周面７ａとの間に隙間があり、嵌合していない状態である。図６の状態は、ローラ支持体２が高剛性で塑性変形しにくい材質の場合で、発生しやすく、弾性変形しやすい材質よりも領域７２の範囲が広くなり、非変形領域７３は狭くなる。また、突起部３の高さＨが高い場合や、隣り合う突起部３の間隔Ｌが狭い場合においても、非変形領域７３が形成されない。非変形領域７３が形成されなくなると、ローラ軸１とローラ支持体２とを位置決め機能が失われてしまい、ローラ軸１の軸中心とローラ支持体２の穴中心における同軸度は大きく低下する。

一方、図７に示すように、隣り合う突起部３の先端部３２を結んだ直線７４の一部が、軸体１の外径部１ａよりも軸中心側（Ｑ印に向かう矢印側）に位置する場合であれば、ローラ支持体２の非変形領域７３が存在する。その場合、ローラ軸１の外径部１ａとローラ支持体２の内周面７ａが嵌合するため、ローラ軸１の軸中心とローラ支持体２の穴中心とのずれは、小さくすることができる。

従って、直線７４とローラ軸１の外周面１ａとの間において、隙間が生じないように、突起部３の高さＨと隣り合う突起部３同士の間隔Ｌを設定すれば、ローラ軸１の外周面１ａとローラ支持体２の穴部７の内周面７ａとの嵌合する領域を確保することができる。

以上、ローラ支持体２をローラ軸１に挿通させる際に、突起部がローラ支持体の穴部の内周面に食い込むことで、軸体とローラ支持体とを固定することが可能となる。また、軸体の外径部がローラ支持体の穴部の内周面と嵌合することで、軸体の軸中心とローラ支持体の穴中心のずれを小さくすることができる。

［実施形態２］
次に、実施形態２について説明する。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２０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８は、実施形態２のシート搬送ローラ２０の概略図である。実施形態２のシート搬送ローラ２０は、２個のローラ体５をローラ軸２１の両端から挿通し圧入して一体化したものである。円筒状の外周面を有するローラ軸２１は、円周方向に等間隔で４か所の突起部２３が径方向に形成されている。また、ローラ体５を構成するローラ支持体２の穴部７の内周面７ａは、突起部２３が形成された位置よりローラ軸１の一端側の外周部２１ａとすきま嵌めで嵌合する。ローラ軸２１の突起部より一端側の外周面２１ａと、ローラ支持体２の穴部７の内周面７ａとをすきま嵌めの関係にすることで、組立時の操作力を低減することができる。

円周方向に４か所形成された突起部２３のそれぞれの間に設けられた嵌合部２１ｂの外径は、突起部２３より一端側の外周面２１ａの外径より大きく設定されている。ここで、ローラ支持体２の穴部７の内径をＤ、外周面２１ａの外径をｄ１、嵌合部２１ｂの外径をｄ２とすると次式のようになる。
Ｄ＞ｄ１ （１）
ｄ１＜ｄ２ （２）

さらに、突起部２３におけるローラ軸２１の嵌合部２１ｂとローラ支持体２の穴部７との嵌合をしまり嵌めとした場合、ローラ軸２１とローラ体５の同軸度は、さらに向上する。

以上、ローラ支持体２をローラ軸１に挿通させる際に、突起部がローラ支持体の穴部の内周面に食い込むことで、軸体とローラ支持体とを固定することが可能となる。また、軸体の外径部がローラ支持体の穴部の内周面と嵌合することで、軸体の軸中心とローラ支持体の穴中心のずれを小さくすることができる。

１ 軸体
１ａ 外径部
２ ローラ支持体
３ 突起部
６ ローラ部材
７ 穴部
７ａ 内周面

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する１つの突起部と、前記軸体の外周面である外径部と、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、所定の内径で形成された穴部が設けられており、
   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、前記突起部が前記ローラ支持体の前記穴部の内周面に食い込み、かつ、前記外径部が前記ローラ支持体の前記穴部の内周面と嵌合し、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. 前記突起部は、前記軸体の円周方向に３か所以上、かつ、円周方向に等間隔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. 前記軸体の前記外径部は、軸方向における前記軸体の端部に設けられた外径部よりも大きいこと、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２が前記軸体１に挿通され、前記突起部に圧入された際に、前記ローラ支持体の内周面７ａは、前記突起部の先端が食い込んだ領域と、前記突起部と前記外径部との両方に隙間が生成される領域と、前記外径部と嵌合する領域と、を有すること、を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート搬送ローラ。
5. 隣り合う前記突起部の先端部を結んだ直線の一部は、前記軸体の外径部よりも前記軸体の軸中心側に位置すること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか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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