JP3633658B2

JP3633658B2 - 給紙装置の紙分離機構

Info

Publication number: JP3633658B2
Application number: JP01952095A
Authority: JP
Inventors: 好広和合
Original assignee: Tokai Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: JPH08208054A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、普通紙複写機（以下「ＰＰＣ」と略す），ファクシミリ等の給紙装置に用いられる紙分離機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＰＣやファクシミリ等の給紙装置では、従来から、紙が２枚以上重なって送られることのないよう、重送防止手段が講じられている。このような重送防止手段として、例えば、図１に示すように、用紙トレイ４の前側に給紙ローラ１を配設し、この給紙ローラ１にリタードパッド（重送防止用パッド）２を対設するとともに、リタードパッド２を所定の荷重Ｗで給紙ローラ１側に押圧して両者を当接させるようにしたものがある。このものでは、用紙トレイ４から給紙ローラ１に沿って紙３が２枚以上送り込まれると、リタードパッド２の（給紙ローラ１への）当接面の摩擦力で２枚目以下の紙３の進行が妨げられるようにしている（リタードパッド方式もしくはＦＲ方式）。ところが、このものでは、上記リタードパッド２の当接面が固定されているため、この当接面がすぐに汚れ、メンテナンスが頻繁に必要になるという問題がある。
【０００３】
そこで、図２に示すように、ピックアップローラ５と上下一対の引っ張りローラ（搬送ローラまたはレジストローラ）６間に給紙ローラ７を配設し、この給紙ローラ７にトルクリミッタ９を内蔵したリタードローラ（重送防止用ローラ）８を対設するとともに、リタードローラ８を所定の荷重Ｗで給紙ローラ１側に押圧して両ローラ７，８を当接させるようにしたものがある。上記リタードローラ８は、紙３が送られていない状態および、１枚の紙３が送り出された状態では、給紙ローラ７の正回転（紙３の送り方向の回転）の摩擦力がトルクリミッタ９の限界を越えて作用し、上記摩擦力でリタードローラ８が正回転方向（紙３の送り方向）に連れ回りする構造になっている。このものでは、ピックアップローラ５から送られる紙３が１枚の場合には、紙３が給紙ローラ７およびリタードローラ８で正常に送り出される。ところが、ピックアップローラ５から２枚以上の紙３が送り出されると、リタードローラ８は給紙ローラ７の摩擦力の影響を受けず、単に紙３と紙３との小さな摩擦力の影響だけを受けるため、トルクリミッタ９が限界に達することがなく、紙３の送り方向と逆方向の回転もしくは停止する。これにより、余分に送られた紙３を停止させ、最上位の紙３（給紙ローラ７と接触している紙３）のみが送りだされるようにしている（アクティブリタード方式もしくはＦＲＲ方式）。このようなＦＲＲ方式は、高信頼性を有するため主に高級機，高速機に用いられていたが、その信頼性がさらに高くなり、最近では普及機，低速機にまで採用されだしている。このような重送防止手段のリタードパッド２やリタードローラ８に用いられるゴム部材としては、一般にスチレン−ブタジエンゴム，ブチルゴム，クロロスルホン化ポリエチレンゴム，エチレン−プロピレンゴム等の合成ゴム材料や天然ゴム材料が使用されており、ゴム状弾性体特有の高摩擦係数によって、上記紙３の進行を妨げたり、紙３を戻したりしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のゴム部材からなるリタードローラ８等では、それ自身の高摩擦係数のために、表面に紙粉や紙に含まれている充填材（炭カル，クレー等）が付着しやすく、このため、リタードローラ８等の摩擦係数が急激に低下する。したがって、本来の性能が発揮されなくなり、重送や不送りといった給紙不具合が発生し、メンテナンス（リタードローラ８等の表面清掃や交換）を頻繁に行わなければならなくなる。また、耐摩耗性が良好でないため、リタードローラ８の摩耗が多く交換頻度が高いという欠点も有していた。そこで最近では、上記リタードローラ８や給紙ローラ７に耐摩耗性に優れた（すなわち耐久性に優れた）ウレタンゴム材料が好まれて使用されるようになってきている。しかしながら、ゴム部材としてウレタンゴム材料を採用する場合には、ウレタンゴム−ウレタンゴム間では、通常のゴム−ゴム間に比べて摩擦係数がかなり低くなるという特性があることから、給紙ローラ７の摩擦力がトルクリミッタ９の戻し力に打ち勝ってリタードローラ８を正回転させる（連れ回りさせる）ことが困難になるという問題がある。このため、リタードローラ８が停止した状態になりやすく、紙３とリタードローラ８が接触する部分は極一部分に限られてしまう。したがって、上記一部分に紙３が常にこすられることになり、紙３の充填材（炭カル，クレー等）がリタードローラ８に堆積して摩擦係数が急激に低下し、重送が多発する。また、高摩擦係数を得るために、一般的に給紙ローラ７の硬度は２０〜４５Ｈｓ（ＪＩＳＡ）に設定されており、これにより、１枚の紙３の通過時における単位面積当たりの荷重が少なくなる傾向にある。このため、リタードローラ８が紙３に連れ回りしにくくなり、紙３に対するストレスが大きくなる結果、紙３が削られて紙粉の発生が多くなり、リタードローラ８が早期に汚れたり、画質に悪影響を及ぼしたりする。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、リタードローラの摩擦係数が急激に低下して重送が多発したり、給紙ローラ（もしくは紙）に対してリタードローラの連れ回り性が悪くなって紙粉の発生が多くなったりすることのない給紙装置の紙分離機構の提供をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明の給紙装置の紙分離機構は、正転する給紙ローラに、正転および逆転自在に設けられ弾性部材により逆転側に弾性付勢されたトルクリミッタ付きのリタードローラを当接状に対設した紙分離機構であって、給紙ローラおよびリタードローラがウレタンゴムで構成され、給紙ローラの硬度がＪＩＳＡ４５〜６０Ｈｓの範囲内に設定され、リタードローラの硬度がＪＩＳＡ６５〜８５Ｈｓの範囲内に設定されているという構成をとる。
【０００７】
【作用】
一般に、ＦＲＲ方式では、リタードローラの紙戻し力（紙分離力）は、リタードローラに内蔵された（もしくは取付けられた）トルクリミッタの力に依存している。このトルクリミッタの力を大きくすれば、紙分離力は強くなるが、給紙ローラとリタードローラ間の挙動（給紙ローラにリタードローラが連れ回りする動き）が悪くなる。または、紙１枚通過時にリタードローラが停止しやすくなることにより、摩擦係数の急激な低下を引き起こす要因となる。また、トルクリミッタの力を小さくすれば、紙分離力が弱くなるため重送が発生しやすくなる。そこで、トルクリミッタの力を大きくし、かつ両ローラ間の挙動をよくするために、給紙ローラとリタードローラ間のニップ力を大きくする（負荷荷重Ｗを大きくする）ことが考えられるが、これは紙へのストレスが非常に大きくなり、紙粉等の発生が多くなったり、紙に筋が付く（ローラ幅の紙曲がりが発生する）等の二次障害が発生しやすくなる。
【０００８】
この発明は、ウレタンゴム製で構成されたローラにおいては、硬度を上げると摩擦係数が低下し、硬度を下げると摩擦係数が上昇するという特性に着目し、低いストレス（低荷重）で高い紙分離力（高トルクリミッタ）を得るため、一連の研究を重ねた。その結果、上記ＦＲＲ方式の紙分離機構等、給紙ローラにリタードローラを当接状に対設した紙分離機構では、給紙ローラおよびリタードローラをウレタンゴムで構成し、給紙ローラの硬度をＪＩＳＡ４５〜６０Ｈｓの範囲内に設定し、リタードローラの硬度をＪＩＳＡ６５〜８５Ｈｓの範囲内に設定すると、低荷重で高トルクリミッタという条件においても、給紙ローラとリタードローラ間、およびリタードローラと紙間の挙動が良いことを見いだしこの発明に到達した。すなわち、駆動初期（給紙ローラとリタードローラ間に紙が未達状態）において、リタードローラは、トルクリミッタの制御力に打ち勝って給紙ローラに連れ回りしやすくなり、かつ紙１枚通過時にもリタードローラはトルクリミッタの制御力に打ち勝って紙の進行方向に連れ回りしやすくなる。
【０００９】
つぎに、この発明を詳しく説明する。
【００１０】
この発明の給紙ローラおよびリタードローラ用のウレタンゴム材料としては、経時安定性，耐加水分解性の良好なポリエーテル系ウレタンをポリブタンジオール，トリメチロールプロパン等にて架橋，硬化反応させて得られるゴム状弾性体が好適に用いられる。このようなゴム状弾性体で作製された給紙ローラの硬度は、ＪＩＳＡで４５〜６０Ｈｓの範囲内に設定され、好適には、５０〜６０Ｈｓの範囲内に設定される。また、リタードローラの硬度は、ＪＩＳＡで６５〜８５Ｈｓの範囲内に設定され、好適には、６５〜８０Ｈｓの範囲内に設定される。このような値に設定することにより、給紙ローラとリタードローラ間、およびリタードローラと紙間において、単位面積当たりの荷重が大きくなるため、低荷重で高トルクリミッタという条件下で駆動初期（給紙ローラとリタードローラ間に紙が未達状態）にも、また紙１枚通過時にも、リタードローラはトルクリミッターの制御力に打ち勝って給紙ローラもしくは紙に連れ回りしやすくなる。また、このような両ローラの直径は１０〜４０ｍｍに設定され、好適には、１６〜３０ｍｍの範囲内に設定される。
【００１１】
つぎに、実施例を比較例と併せて説明する。
【００１２】
【実施例，比較例】
上記方法に従って給紙ローラおよびリタードローラを作製した（図２参照）。上記ローラともに単層構造とし、それぞれ直径を２０ｍｍに設定した。また、リタードローラに内蔵されたトルクリミッタの限界トルクを６００ｇｆ・ｃｍに設定した。そして、リタードローラにかかる荷重がＡ：３００ｇｆ，Ｂ：４００ｇｆ，Ｃ：５００ｇｆ，Ｄ：６００ｇｆにおける、リタードローラの挙動を、両ローラ間に紙が無い場合と、紙一枚が通過している場合とに分けて、調べた。その評価基準を下記の表１に示し、実験結果を下記の表２〜表１３に示す。これらの表２〜表１３のうち、表２〜表７は両ローラ間に紙が無い場合を示し、表８〜表１３は紙一枚が通過している場合を示している。また、これらの各表で、荷重ＡおよびＢが低荷重の領域である。つぎに、上記条件において、リタードローラにかかる荷重をＢ：４００ｇｆに設定した場合の、２０Ｋ（２万枚）耐刷試験を行い、その実験結果を、表１４〜表１９に示す。これら表１４〜表１９において、重送以外のトラブルとは、不送り，紙侵入不具合、斜め送り等を指している。
【００１３】
【表１】

【００１４】
【表２】

【００１５】
【表３】

【００１６】
【表４】

【００１７】
【表５】

【００１８】
【表６】

【００１９】
【表７】

【００２０】
【表８】

【００２１】
【表９】

【００２２】
【表１０】

【００２３】
【表１１】

【００２４】
【表１２】

【００２５】
【表１３】

【００２６】
【表１４】

【００２７】
【表１５】

【００２８】
【表１６】

【００２９】
【表１７】

【００３０】
【表１８】

【００３１】
【表１９】

【００３２】
上記の結果の通り、表２〜表７では（給紙ローラとリタードローラ間に紙が無い場合では）、◎および○以外のときに、紙が給紙ローラとリタードローラ間にスムーズに入らず、給紙ミスが発生した。また、表８〜表１３では（紙一枚通過時では）、◎および○以外のときに、リタードローラが停止状態になりやすく、摩擦係数の低下が大きかった。これらの結果から、給紙ローラの硬度が、ＪＩＳＡで４５〜６０Ｈｓの範囲内で、リタードローラの硬度が、ＪＩＳＡで６５〜８５Ｈｓの範囲内のときに、リタードローラの挙動が良好なことがわかる。特に、給紙ローラの硬度が、ＪＩＳＡで５０〜６０Ｈｓの範囲内で、リタードローラの硬度が、ＪＩＳＡで６５〜８０Ｈｓの範囲内のときに、特に好ましいことがわかる。一方、耐刷試験結果（表１４〜表１９）から明らかなように、紙一枚通過時にリタードローラが紙に連れ回りしない場合は、急激に摩擦係数が低下した。これらの結果から、給紙ローラの硬度が、ＪＩＳＡで４５〜６０Ｈｓの範囲内で、リタードローラの硬度が、ＪＩＳＡで６５〜８５Ｈｓの範囲内のときに、好ましい値が得られることがわかる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、この発明の給紙装置の紙分離機構によれば、低荷重で高トルクリミッタという条件においても給紙ローラとリタードローラ間の挙動が良いこと、すなわち、駆動初期（給紙ローラとリタードローラ間に紙が未達状態）にリタードローラはトルクリミッタの制御力に打ち勝って給紙ローラに連れ回りしやすくなり、かつ紙一枚通過時にもリタードローラはトルクリミッタの制御力に打ち勝って紙の進行方向に連れ回りしやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】給紙装置の紙分離機構を示す説明図である。
【図２】給紙装置の他の紙分離機構を示す説明図である。
【符号の説明】
１，７給紙ローラ
２リタードパッド
３紙
４用紙トレイ
８リタードローラ
９トルクリミッタ

Claims

正転する給紙ローラに、正転および逆転自在に設けられ弾性部材により逆転側に弾性付勢されたトルクリミッタ付きのリタードローラを当接状に対設した紙分離機構であって、給紙ローラおよびリタードローラがウレタンゴムで構成され、給紙ローラの硬度がＪＩＳＡ４５〜６０Ｈｓの範囲内に設定され、リタードローラの硬度がＪＩＳＡ６５〜８５Ｈｓの範囲内に設定されていることを特徴とする給紙装置の紙分離機構。