JP3653117B2 - ドライブ部材により進められている用紙に垂直力をかけるための装置と電子写真印刷機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は概略的にはアイドラロールアセンブリに関し、特に電子写真印刷機でカットシートを移送するのに使用するアイドラアセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
印刷機ではドライブロールやアイドラロールを用いた用紙経路でコピー受容基体を機械全体を通して導いている。同様のアイドラ及びアイドラロールは原稿を画像化する自動原稿取り扱い機で原稿を取り扱うのにも用いる。アイドラロールアセンブリには２つの通常の構成がしばしば用いられている。１つのものは１、２ないしそれ以上のアイドラロールを有して内部に取付けたベアリングで固定シャフト上で独立して回転する。シャフトは中心ないし端部で荷重することができる。第２の構成ではロールを回転シャフトにプレスばめないし成形し、シャフトは両端で荷重して２つのベアリング表面を必要とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
それらの構成には２つの固有の欠点がある。第１の構成では、独立したロール回転により個々のアイドラは個々のドライブロール速度に従うことができるが、アイドラロール速度がロール半径のわずかな違いや不均一な荷重によりちょうど同じでなければ、２つの異なる速度で駆動する用紙は回転し、ニップを通過するときに用紙は斜めにゆがむ（スキュー）ことになる。
【０００４】
第２の欠点は二重荷重点である。バネ力に如何なる変動があっても不均一な荷重がかかることになり、アイドラロールのエラストマを圧縮して同一シャフト上の第２のロールに関して半径は異なったものとなり、最終的にここでも異なるアイドラロール速度を生じて、用紙がニップを通過する際にスキューをもたらすようになる。
【０００５】
従って自己センタリングし、等しい荷重を用紙にかけて用紙のスキューを最小にする低コストのアイドラロールを有することが望ましい。更にドライブロール変動の相殺を支援でき、より正確な用紙制御をもたらしスキューを少なくするアイドラを有することが望ましい。高信頼性と低コストを持ちつつ設置が容易で、カールしたあるいは損傷した用紙を処理し、低ノイズレベルに維持する能力は別の有利な特徴となる。
【０００６】
米国特許第５，２６９，５０９号は付勢してフィードロールと接触した少なくとも２つのアイドラロールを有するカットシート重ね合わせガイドを記述している。アイドラロールは、フィードロールの軸に関して旋回可能に取付けたバーに旋回可能に取付ける。
【０００７】
米国特許第４，９９７，１７９号は板ばねで保持したアイドラロールと接触し、用紙に垂直力を提供するドライブロールを有するシートフィーダを開示している。
【０００８】
米国特許第４，４５２，５２４号は固定ドライブロールを有する第１のフレーム部分とドライブロールの反対側の位置のアイドラロールを有する第２のフレーム部分を有する印刷機を記述している。第２のフレームは第１のフレームに向けて付勢して第２のフレームは第１のフレームに対して自己基準化している。
【０００９】
米国特許第３，９４８，５１１号はシャフトに取付けた複数のフィードローラを有し、第２のシャフトもその上に取付けたローラを有して付勢して第１のシャフトと接触した給紙装置を開示している。
【００１０】
米国特許第３，９４２，７８５号はドライブロールに向けて付勢したアイドラロールを有する用紙インバータを記述している。
【００１１】
米国特許第３，７４３，４０６号は３つのバネを用いて上部、下部ロールグループを共にロックする原稿移送テーブルを記述している。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの態様では、ドライブ部材により進められている用紙に垂直力をかける装置を提供する。装置は長手回転軸を有するアイドラ部材と、アイドラ部材をドライブ部材と接触させて保持する保持部材とからなり、アイドラ部材はドライブ部材と接触してその間に用紙が進行するニップを形成し、保持部材はアイドラ部材が同時に長手回転軸の事前に選択した点の回りに複数の面で旋回してアイドラ部材の回転軸がドライブ部材の回転軸と平行になるようにしている。具体的には、アイドラ部材は、シャフトと、シャフトの両端にそれぞれ同軸上となるように接続された一対のロールと、シャフト上に位置し前記シャフトを回転可能に支持するハウジングとからなり、保持部材が、アイドラ部材をドライブ部材と接触させて保持するために、ハウジングを弾性的に支持する。
【００１３】
本発明の別の態様では、用紙にかけた垂直力を持ちつつ用紙をドライブ部材により進める用紙経路を有し、垂直力は自己調心装置によりかける電子写真印刷機を提供する。装置は長手回転軸を有するアイドラ部材と、アイドラ部材をドライブ部材と接触させて保持する保持部材とからなり、アイドラ部材はドライブ部材と接触してその間に用紙が進行するニップを形成し、保持部材はアイドラ部材が同時に長手回転軸の事前に選択した点の回りに複数の面で旋回してアイドラ部材の回転軸がドライブ部材の回転軸と平行になるようにしている。具体的には、アイドラ部材は、シャフトと、シャフトの両端にそれぞれ同軸上となるように接続された一対のロールと、シャフト上に位置し前記シャフトを回転可能に支持するハウジングとからなり、保持部材が、アイドラ部材をドライブ部材と接触させて保持するために、ハウジングを弾性的に支持する。
【００１４】
【実施例】
図５を参照すると、原稿は参照数字２８で全般に示したラスタ入力スキャナ（ＲＩＳ）上の原稿取扱い装置２７に位置している。ＲＩＳには原稿照射ランプ、光学装置、機械的走査駆動装置、電荷結合装置（ＣＣＤ）アレイが含まれている。ＲＩＳは原稿全体を捕捉してそれを一連のラスタ走査線に変換する。この情報は後述するラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）を制御する電子サブシステム（ＥＳＳ）に送られる。
【００１５】
図５は導電接地層１４上に蓄積した光導電面１２を有するベルト１０を全般に使用した電子写真印刷機を図式的に例示してたものである。ベルト１０は矢印１６の方向に移動して光導電面１２の連続した部分をその移動経路に付いて配置した様々な処理ステーションを通して順に進める。
【００１６】
最初にベルト１０の一部は荷電ステーションＡを通過する。荷電ステーションＡでは、全般に参照数字２６で示したコロナ生成装置が光導電面１２を比較的高い、実質的に均一な電位に荷電する。ベルト１０の光導電面１２が荷電されると、その荷電部分は露光ステーションＢに進められる。
【００１７】
露光ステーションＢでは、参照数字２９で全般に示した制御装置ないし電子サブシステム（ＥＳＳ）が所望の出力画像を示す画像信号を受け取り、それらの信号を処理して画像の連続トーンないしグレースケール表現に変換し、それらは例えば全般に参照数字３０で示したラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）の非変調出力生成機に送られる。ＥＳＳ２９は好適には内蔵式の専用ミニコンピュータとする。ＥＳＳ２９に送られる画像信号は上述のようにＲＩＳからあるいはコンピュータから発することができ、それにより電子写真印刷機は１台ないしそれ以上のコンピュータの遠隔プリンタとしての役割を果たすことができる。代わりにプリンタは高速コンピュータの専用プリンタとしての役割を果たすこともできる。印刷機で再生することを所望する連続トーン画像に対応するＥＳＳ２９からの信号は、ＲＯＳ３０に送られる。代わりにＲＯＳ３０は光導電ベルト１０の荷電部分をラスタ毎のベースで照射するように配列した発光ダイオード（ＬＥＤ）の線形アレイを用いることができる。
【００１８】
静電潜像を光導電面１２上に記録した後、ベルト１０は潜像を現像ステーションＣに進め、そこでは液体ないし乾燥粒子の形のトナーをよく知られた手法を用いて潜像に静電的に引き付ける。潜像はキャリア粒からトナー粒子を引き付けて、その上にトナー粉末画像を形成する。連続的に静電潜像を現像するとトナー粒子は現像剤から枯渇するが、参照数字４４で全般に示したトナー粒子ディスペンサはトナー粒子を現像剤ユニット３８の現像剤ハウジング４６に分配する。
【００１９】
更に図５で、静電潜像を現像した後、ベルト１０上にあるトナー粉末画像は転写ステーションＤに進む。印刷用紙４８は給紙装置５０により転写ステーションＤに進められる。給紙装置５０にはスタック５４の最上部の用紙と接触するフィードロール５２がある。フィードロール５２は回転してスタック５４からの最上部の用紙をドライブロールアイドラアセンブリ２００を通して進め、用紙をシュート５６に送る。シュート５６は支持材料の進んで来た用紙を一定シーケンスでベルト１０の光導電面１２と接触するように導き、転写ステーションＤでその上に形成されたトナー粉末画像を用紙に接触するようにする。転写ステーションＤにはイオンを用紙４８の裏側に振りかけるコロナ生成装置５８がある。それによりトナー粉末画像を光導電面１２から用紙４８に引き付ける。転写後、用紙４８は矢印６０の方向に移動し続け、用紙４８を定着ステーションＥに進めるコンベヤ（図示せず）に行く。
【００２０】
定着ステーションＥには全体を参照数字６２で示した定着器アセンブリがあり、転写された粉末画像を用紙４８に永久的に付着する。定着器アセンブリ６０には加熱定着器ローラ６４とバックアップローラ６６がある。用紙４８は定着器ローラ６４とバックアップローラ６６の間を通過し、トナー粉末画像は定着器ローラ６４に接触する。このようにしてトナー粉末画像は用紙４８に永久的に付着する。定着後、用紙４８は再び１つないしそれ以上のドライブロールアイドラロールアセンブリ２００を通してシュート６８を進んでオペレータが印刷機から後に取り出すための受止めトレイ７２にいく。
【００２１】
印刷用紙をベルト１０の光導電面１２から分離した後、光導電面１２に付着している残留トナーないし現像剤及び用紙の繊維粒子を清掃ステーションＦで除去する。清掃ステーションＦには光導電面１２と接触して用紙の繊維をかき乱して除去する回転可能に取付けた繊維状のブラシと、非転写トナー粒子を除去する清掃ブレードがある。ブレードは応用によりワイパないしドクター位置で構成することができる。清掃後、放電ランプ（図示せず）が光導電面１２に光を浴びせて、次の画像化サイクルのために荷電する前にその上に残っている残留静電電荷を消失させる。
【００２２】
図１は本発明のアイドラ取付けシステムの斜視図である。全体を参照数字２００で示したアイドラアセンブリは、ドライブロール２０４と円周接触して取付けて示されている。アイドラアセンブリ２００は、ロール２０２間のハウジング２０６により中心的に支持された１対のロール２０２で構成されている。バネ２０８の形で例示した弾性取付け部材を用いてアイドラアセンブリ２００の中央ハウジング部分２０６を機器フレーム２２０に固定している。
【００２３】
図２はドライブロール２０４と接触して示されているアイドラアセンブリ２００の側面図である。アイドラシャフト２０３（図３）用のベアリング２１８（図３）を含む中央ハウジング２０６は、用紙の先端がアイドラロール２０２とドライブロール２０４の間に形成されたニップに案内されるように内蔵したバッフル２１４を有している。ドライブロール２０４は、送られた用紙と良好な摩擦接触を提供し、通常に用いられるシリコン剥離剤に耐えるシリコンゴムなどのエラストマコーティング２０５で被覆している。
【００２４】
ハウジング２０６は機器上のタブ２１０に適合する当接部分２１６及び機器フレームに適合したバッフル２１４によりアイドラロール２０２と共に回転するのを防いでいる。保持バネ２０８はタブ２１０、２１２に接続してアイドラアセンブリを定位置に保持している。フレーム２２０の開口部はアイドラアセンブリよりもわずかに大きくしてアイドラアセンブリ２００が移動してドライブロール２０４との調心、すなわちアイドラアセンブリ２００（アイドラロール２０２）の回転軸とドライブロール２０４の回転軸が平行になる状態を得られるようにしている。中心バネ保持部材２０８の結果、アイドラアセンブリ２００は自由に同時に１つ以上の平面を移動してドライブロール２０４と調心され、また調心されたままとなる。バネ２０８とハウジング２０６はアイドラアセンブリ２００が自由に旋回する旋回点を形成している。旋回点はその回転軸２５０上の中心点にほぼ位置している。それによりアセンブリはニップを通過するよう紙面に本質的に平行な面２５２（図４）並びに本質的に第１の面２５２に鉛直な面２５４（図４）の両方で旋回する。それらの各々の旋回運動の結果を図４に示し、以下に説明する。もちろん特定の応用により、旋回点を回転軸のほぼ中心以外に位置決めすることも可能である。
【００２５】
旋回運動の結果、アイドラアセンブリ２００とドライブロール２０４の回転軸は平行なままとなる。これにより用紙にスキューを生じさせる側面力が用紙にもたらされるのを防ぐことができる。更にアイドラロール２０２がシャフト２０３に接続されている結果、アイドラロール２０２は同一速度で回転し、異なる駆動速度の結果としての用紙のスキューを防ぐ。
【００２６】
図４は弾性中心取付けの結果としてのアイドラアセンブリ２００の回転軸２５０の可能な運動範囲を示している。回転軸は両面２５２、２５４で同時に移動可能である。回転軸の運動範囲は本質的に図４で２６０、２６２として示す円錐領域により限られている。矢印２５８、２５６は回転軸の運動方向を例示しており、その結合した結果により円錐断面２６０、２６２が形成される。
【００２７】
【発明の効果】
アイドラアセンブリ２００が単一の中心に位置した弾性部材２０８により保持されているので、複数バネ取付けを用いる場合に生じ得る不均一な荷重の問題はない。中心取付けによりアイドラアセンブリ２００はドライブロール２０４と調心するのに必要ないずれの方向にも旋回する。旋回作用により更に駆動ニップに加えられるニップ垂直力は、単一バネ取付け方式の結果、各々のロール２０２に付いて均等化する。
【００２８】
上記のアセンブリは印刷機全体で様々な場所に適合させることが可能である。即ち平坦用紙経路、曲線用紙経路に使用でき、あるいは様々な原稿取扱い及び仕上げ装置のいずれかで用いて用紙のスキューをもたらさずにニップ垂直力をもたらすことができる。この融通性故に、同じアイドラ設計をいくつかの場所に配置して、特定機器に必要なスペアパーツ在庫を削減することができる。取付け装置の単純さから工場修理サービスを呼び出す必要なしにユーザが取り替えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のアイドラ及びアイドラ取付け構成の斜視図である。
【図２】 本発明のアイドラとドライブロールの間の協働を例示したアイドラ取付けシステムの側面図である。
【図３】 アイドラ取付けシステムの部分断面平面図である。
【図４】 本発明のアイドラシステムの回転軸の運動範囲のグラフ図である。
【図５】 図１のアイドラを利用した一般的な電子写真印刷機の概略的な立面図である。
【符号の説明】
１０ ベルト、１２ 光導電面、１４ 導電接地層、２７ 原稿取扱い装置、２８ ラスタ入力スキャナ（ＲＩＳ）、２９ 電子サブシステム（ＥＳＳ）、３０ラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）、３８ 現像剤ユニット、４４ トナー粒子ディスペンサ、４６ 現像剤ハウジング、４８ 印刷用紙、５０ 給紙装置、５２フィードロール、５４ スタック、５６ シュート、５８ コロナ生成装置、６２ 定着器アセンブリ、６４ 加熱定着器、６６ バックアップローラ、６８シュート、７２ 受止めトレイ、２００ ドライブロールアイドラロールアセンブリ、２０２ ロール、２０３ アイドラシャフト、２０４ ドライブロール、２０５ エラストマコーティング、２０６ 中央ハウジング部分、２０８ 保持バネ、２１０，２１２ タブ、２１４ バッフル、２１６ 当接部分、２２０フレーム、２５０ 回転軸、２５２，２５４ 両面、２５６，２５８ 運動方向を示す矢印、２６０，２６２ 円錐断面

Claims (2)

1. 長手回転軸を有するアイドラ部材であって、ドライブ部材と接触してその間に用紙が進行するニップを形成するものと、
   前記アイドラ部材をドライブ部材と接触させて保持する保持部材であって、前記アイドラ部材が同時に長手回転軸の事前に選択した点の回りに複数の面で旋回してアイドラ部材の長手回転軸がドライブ部材の長手回転軸と平行になるようにしたものとを含み、
   前記アイドラ部材は、シャフトと、前記シャフトの両端にそれぞれ同軸上となるように接続された一対のロールと、前記シャフト上に位置し前記シャフトを回転可能に支持するハウジングとからなり、
   前記保持部材が、前記アイドラ部材をドライブ部材と接触させて保持するために、前記ハウジングを弾性的に支持することを特徴とするドライブ部材により進められている用紙に垂直力をかけるための装置。
2. 用紙にかけられた垂直力を持ちつつ用紙をドライブ部材により進める用紙経路を有する電子写真印刷機であって、
   長手回転軸を有するアイドラ部材であって、ドライブ部材と接触してその間に用紙が進行するニップを形成するものと、
   前記アイドラ部材をドライブ部材と接触させて保持する保持部材であって、前記アイドラ部材が同時に長手回転軸の事前に選択した点の回りに複数の面で旋回してアイドラ部材の長手回転軸がドライブ部材の長手回転軸と平行になるようにしたものとを含み、
   前記アイドラ部材は、シャフトと、前記シャフトの両端にそれぞれ同軸上となるように接続された一対のロールと、前記シャフト上に位置し前記シャフトを回転可能に支持するハウジングとからなり、
   前記保持部材が、前記アイドラ部材をドライブ部材と接触させて保持するために、前記ハウジングを弾性的に支持することを特徴とする電子写真印刷機。

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