JP3744706B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、詳しくは、フリクションパッド方式の給紙部を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置では、例えば給紙トレイに積載・収容された用紙（シートの概念を含む。以下、同じ。）を最上のものから順に一枚ずつ給紙ローラで画像形成部へ向けて給紙するようになっている。給紙ローラの回転で最上の用紙を引き出すわけであるが、用紙間の摩擦により同時に複数枚が重なった状態で引き出され易く、このため、下層の用紙に抵抗を与えて最上の用紙だけを給紙することが行われている。抵抗を与える構成としては、爪分離方式やフリクションパッド方式等種々あるが、フリクションパッド方式が一般的となっている。
【０００３】
フリクションパッド方式では、給紙ローラに摩擦部材としてのフリクションパッドを任意の分離角度、分離圧で押し当て、これによって形成される給紙ローラとフリクションパッドのニップに用紙を通すようになっている。
給紙ローラの回転によって用紙が２枚重なった状態で引き出されても、下側の用紙がフリクションパッドから受ける抵抗の方が用紙間摩擦による抵抗よりも大きいため、上側の用紙だけが給紙される。
しかしながら、実際には用紙が２枚重なった状態で給紙されるいわゆる重送が生じたり、フリクションパッドの抵抗を強めすぎる等の理由によって１枚も給紙されないいわゆる不送りが生じたりする。
【０００４】
このため、従来より種々の工夫がなされている。例えば、実開平６−１８３４４号公報には、２つのフリクションパッドを用紙搬送方向上流側と下流側に分けて配置し、２段階の分離を行う技術が開示されている。
特開平９−２６７９３６号公報には、フリクションパッドの分離面を分離角度の異なる上流面と下流面とに分け、下流面の分離角度を上流側の分離角度より大きくし、下流側の分離面のみを給紙ローラに当接させる技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、葉書等の厚紙を給紙する場合に、用紙にバリがあるとフリクションパッドの抵抗により、不送りが発生する。これを防止する対策として、フリクションパッドの幅を狭くして全体の抵抗を少なくすることが考えられるが、このようにした場合、副作用として薄い用紙の場合に重送が多くなるという問題が発生する。
上述のような従来の技術は、１つの種類の用紙における重送をなくして確実に１枚ずつ分離することを目的としたものであり、用紙の種類が異なる場合には満足できる機能が得られなかった。
１つの給紙ローラに対してフリクションパッドを複数用いる構成では、分離圧、分離負荷が増加したり、給紙ローラのトルク増大につながるという、問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、厚紙でバリがあっても分離・搬送でき、且つ、薄紙の場合にも重送が発生せず、また、フリクションパッドの複数構成の問題も解消できる画像形成装置の提供を、その目的とする。
【０００７】
本発明は、厚紙と薄紙の最適な分離抵抗を、１つのフリクションパッドの用紙搬送方向における面積の変化によって得ることとした。
具体的には、請求項１記載の発明では、給紙ローラとフリクションパッドのニップに用紙を通し、１枚ずつ分離して画像形成部へ搬送するようにした画像形成装置において、用紙搬送方向に沿った上記フリクションパッドの両端部の、上記給紙ローラとフリクションパッドのニップ近傍から用紙搬送方向下流側にかけての部分を切り欠き、一部が切り欠かれた上記フリクションパッドの上記両端部を、用紙搬送方向に沿った上記フリクションパッドの中央部より硬度の低い摩擦部材で形成して上記フリクションパッドの上記中央部と、上記両端部との搬送抵抗を異ならせた、という構成を採っている。
【０００８】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の構成において、上記摩擦部材が複合材料である、という構成を採っている。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の参考実施例を図に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて、画像形成装置２の全体構成を概略的に説明する。装置本体下部には通常の給紙トレイ４が設けられており、給紙トレイ４に積載・収容された用紙Ｐ１（Ａ４サイズやＢ５サイズ等の使用頻度の高い用紙）は、給紙ローラ６とフリクションパッド８により１枚ずつ分離されて搬送ローラ１０によりレジストローラ対１２へ向けて搬送される。
レジストローラ対１２は停止してたるみを作り、用紙Ｐ１のスキューを補正し、像担持体としての感光体１４上のトナー像の先端位置との位置合わせタイミングで回転される。
【００１４】
図示しない原稿画像読み取り手段からの読み取り画像情報に基づいて、予め一様に帯電された感光体１４に図示しない光学系書き込み手段により静電潜像が形成され、この静電潜像は現像手段１６によりトナー像に現像される。
レジストローラ対１２により上記タイミングで送られた用紙Ｐ１は、転写手段としての転写ローラ１８により感光体１４上のトナー像を転写される。
トナー像を転写された用紙Ｐ１は加熱ローラ２０と加圧ローラ２２を有する定着手段へ送られ、ここで熱と圧力によりトナー像は用紙Ｐ１上に永久画像として定着される。定着済みの用紙Ｐ１は、排紙ローラ対２４により排紙トレイ２６に排出される。
【００１５】
画像形成装置２の右側部には、葉書等の特殊な用紙を給紙可能な手差し用給紙トレイ２８が開閉可能に設けられている。図１では、手差し用給紙トレイ２８を開放した状態を示している。手差し用給紙トレイ２８は、トレイ本体部３０と、このトレイ本体部３０に軸３２を支点として上下方向に回動自在に設けられた用紙積載面としての底板３４と、底板３４を常時上方へ付勢する弾性部材としてのコイルバネ３６を有している。
底板３４の自由端側には、手差し用給紙トレイ２８用の給紙ローラ３８と、フリクションパッド４０が設けられている。印字命令により図示しない制御手段により回転制御される給紙ローラ３８とフリクションパッド４０により１枚ずつ分離された用紙Ｐ２は、搬送ローラ１０によりレジストローラ対１２へ向けて送られ、それ以降は用紙Ｐ１と同じ搬送工程を経る。
【００１６】
フリクションパッド４０は、図２に示すように、給紙ローラ３８の下方において軸４２を支点として上下方向に回動自在に設けられたパッド保持部材４４に保持されている。パッド保持部材４４の下面にはピン４６が一体に設けられており、このピン４６に係合されたコイルバネ４８によって常時上方へ付勢されている。このコイルバネ４８の付勢力によって給紙ローラ３８に対するフリクションパッド４０の分離圧が決まる。図示しないが、コイルバネ４８の付勢力は調整できるようになっている。
【００１７】
次に図３及び図４に基づいて、本参考実施例におけるフリクションパッド４０の構成を説明する。
フリクションパッド４０は、用紙搬送方向に沿ったその両端部において、給紙ローラ３８とフリクションパッド４０のニップＮ近傍から用紙搬送方向下流側にかけての部分を切り欠いた構成となっている。
例えば、従来におけるフリクションパッド４０の分離面の面積は、５０ｍｍ×８．５ｍｍであった。これに対し本参考実施例では、フリクションパッド４０の分離面の面積は、用紙搬送方向に沿ったその中央部Ａの２５ｍｍ×８．５ｍｍと、用紙搬送方向に沿ったその両端部Ｂの（２５ｍｍ×５ｍｍ×２）を足した程度となる。
【００１８】
厚紙のバリ部の搬送抵抗は、Ｆｐ＝Ａ・Ｈの式で表される。ここで、Ａ：真実接触面積又はバリによる堀り起こし面積、Ｈ：パッドの降伏応力である。
従来の上記面積のフリクションパッドを用いた場合には、Ｆｐ＝５０Ｈであった。本実施例では、ニップＮを抜けてからの搬送抵抗は、両端部を切り欠いているので、大体Ｆｐ＝２５Ｈと、従来の１／２となる。このため、厚紙にバリがあっても搬送可能となる。
本発明者は、バリのある厚紙が不送りとなる原因が、ニップＮを抜けてからの搬送抵抗の大きさにあると判断し、ニップＮを抜けてからの搬送抵抗を低下させる形状としたのである。
【００１９】
一方、薄紙の場合には、ニップＮまでの位置が分離性に高く寄与するが、その部分は従来と同様の搬送抵抗を有しており、すなわち、用紙搬送方向と直交する幅方向の長さは５０ｍｍであり、分離性の低減は少なく、これによって薄紙の重送が防止される。
図３に示した寸法はあくまでも一例であり、使用される厚紙の不送り防止と薄紙の重送防止を両立させる最適寸法を実験データに基づいて決定すればよい。
【００２０】
次に、図５及び図６に基づいて本発明の実施例を説明する。なお、上記参考実施例と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り重複説明は省略する。
本実施例におけるフリクションパッド５０は、形状的には上記実施例と同様であるが、両端部Ｂの硬度が中央部Ａの硬度よりも低く設定されている。図５のハッチング表示は硬度の違いを区別するためのもので、断面表示ではない。
上述のように、厚紙のバリ部の搬送抵抗は、Ｆｐ＝Ａ・Ｈの式で表され、上記実施例におけるニップＮ手前（上流側）の搬送抵抗はＦｐ＝５０Ｈであるが、本実施例におけるフリクションパッド５０は、両端部Ｂの硬度が低いため、
Ｆｐ’＝２５Ｈ＋２５Ｈ’（Ｈ＞Ｈ’）となり、搬送抵抗が小さくなる。
中央部Ａの硬度はゴム硬度７０°（ＪＩＳＡ）に設定されている。両端部Ｂは、図６に示すように、摩擦部材としてのコルクの薄板５２（表面材）と、ベースの発泡ゴム５４を貼り合わせた複合材で形成されており、硬度はゴム硬度３５°（ＪＩＳＡ）に設定されている。
【００２１】
フリクションパッド５０の中央部Ａと両端部Ｂの硬度が異なることにより、分離時において中央部Ａの用紙との振動数と両端部Ｂの用紙との振動数が異なり、中央部Ａの振動によるスティックスリップのエネルギーを小さくするように作用する。
【００２２】
次に、図７及び図８に基づいて他の参考実施例を説明する。なお、上記実施例と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り重複説明は省略する。
本参考実施例におけるフリクションパッド５６は、図７に示すように、給紙ローラ３８に対する中央部Ａのニップ位置と両端部Ｂのニップ位置を異ならせるべく、中央部Ａと両端部Ｂとの間に段差を設けている。本参考実施例では、中央部Ａの用紙搬送方向上流側端と両端部Ｂとの段差ｔを約０．４ｍｍとしている。
このため、図８に示すように、給紙ローラ３８に対する両端部Ｂのニップ位置はＮ１となり、中央部Ａのニップ位置はこれよりも用紙搬送方向下流側のＮ２となる。また、両端部Ｂのニップ位置Ｎ１の接線方向はほぼ水平のＦ１となり、中央部Ａのニップ位置Ｎ２の接線方向はこれより仰角をなすＦ２となる。本参考実施例ではθが１１°になるように設定されている。
【００２３】
本参考実施例では、厚紙の場合、用紙はまず両端部ＢのニップＮ１に達して搬送力を得、さらに中央部ＡのニップＮ２で搬送力を得るため、従来の構成よりも搬送力が大きくなる。
薄紙の場合には、両端部ＢのニップＮ１に達して一次分離が行われ、両端部Ｂに接触しない上側の用紙は、ほぼ水平のＦ１方向に搬送される。略水平方向に搬送された上側の用紙は、中央部Ａに角度をモッテ到達する。ここで、中央部Ａで行われる二次分離のプレ分離が行われ、最終的に二次分離が行われる。この段階的分離動作によって薄紙の重送が防止される。
【００２４】
図３及び図４で示した参考実施例においても、さらに中央部Ａのニップ位置と両端部Ｂのニップ位置を異ならせる構成とすることにより、上記機能を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、用紙搬送方向に沿ったフリクションパッドの中央部と、用紙搬送方向に沿ったフリクションパッドの両端部との搬送抵抗を異ならせる構成としたので、１つのフリクションパッドで複数の用紙の種類に対応でき、且つ、不送り、重送を防止できる。
１つのフリクションパッドで対応できるので、従来における給紙ローラのトルク増加等の問題も生じない。
また、フリクションパッドの両端部の一部を切り欠く構成としたので、搬送抵抗を容易に異ならせることができる。
また、フリクションパッドの上記両端部を上記中央部より硬度の低い摩擦部材で形成する構成としたので、搬送抵抗の微妙な違いを出すことができ、厚紙における不送り防止と薄紙における重送防止を高精度に達成することができる。
【００２８】
請求項２記載の発明によれば、摩擦部材を複合材料としたので、種々の材料の組み合わせ選定によって硬度の違いを容易に出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考実施例に係る画像形成装置の概要正面図である。
【図２】 要部拡大正面図である。
【図３】 フリクションパッドの平面図である。
【図４】 フリクションパッドの斜視図である。
【図５】 本発明の実施例に係るフリクションパッドの平面図である。
【図６】 図５で示した実施例におけるフリクションパッドの両端部の断面図である。
【図７】 他の参考実施例に係るフリクションパッドの斜視図である。
【図８】 図７で示した参考実施例における給紙ローラに対するフリクションパッドのニップ位置を示す概要正面図である。
【符号の説明】
３８ 給紙ローラ
４０，５０，５６ フリクションパッド
Ｐ２ 用紙
Ａ 中央部
Ｂ 両端部
５２ 摩擦部材としてのコルクの薄板
Ｎ１，Ｎ２ ニップ位置

Claims (2)

1. 給紙ローラとフリクションパッドのニップに用紙を通し、１枚ずつ分離して画像形成部へ搬送するようにした画像形成装置において、
   用紙搬送方向に沿った上記フリクションパッドの両端部の、上記給紙ローラとフリクションパッドのニップ近傍から用紙搬送方向下流側にかけての部分を切り欠き、一部が切り欠かれた上記フリクションパッドの上記両端部を、用紙搬送方向に沿った上記フリクションパッドの中央部より硬度の低い摩擦部材で形成して上記フリクションパッドの上記中央部と、上記両端部との搬送抵抗を異ならせたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   上記摩擦部材が複合材料であることを特徴とする画像形成装置。

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