JP4488954B2 - 軸保持装置及びこれを搭載した給紙装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置の給紙装置や用紙搬送路等において用いられるローラやコロに対して適用可能な軸保持装置に関する。また、この軸保持装置を搭載した給紙装置に関する。

複写機やプリンタに代表される画像形成装置には、原稿送り部や給紙部、作像部、転写部、定着部等といった構成要素が備えられている。そして、原稿送り部や給紙部、及びその他の構成要素間には、原稿や印刷前の用紙を搬送するためにローラやコロといった軸まわりに回転する回転体が設けられている。これらの回転体は、２個の回転体を互いに圧接することにより形成されるニップに用紙を挿通させて搬送するものであり、画像形成装置内の様々な場所に設けられている。

ローラやコロのような回転体を用いて用紙を搬送するには、好適なニップ圧を作用させて２個の回転体を互いに圧接させる必要がある。このため、回転体を、ばね等の弾性部材を用いて圧接させる手法が提案され、その一例を特許文献１に見ることができる。特許文献１に記載の給紙装置では、従動コロが、給紙ローラとのニップに向かって、その軸の軸線と直角をなす方向に伸縮するばねにより付勢され、給紙ローラに圧接せしめられている。このように、ニップに対して軸対象となる位置に設けられたばねにより、軸の軸線と直角をなす方向からばねで付勢するという手法が、２個の回転体を互いに圧接させる手法として一般的に広く用いられている。

ここで、製品の組み立て時において標準的な使用を想定して２個の回転体のニップ圧を設定していた場合であっても、使用期間が長くなるとともに回転体表面に磨耗等の経時変化が生じて、ニップ圧を再調整しなければならないといったことが起こり得る。また、ユーザーによっては、特殊な温度、湿度環境で使用したり、用紙の材質や厚さ、大きさが予め想定された上記標準的な使用条件とは異なったりすることがあるので、各々の条件に合わせた好適なニップ圧を任意に設定できることが望ましい。

しかしながら、特許文献１に記載の給紙装置では、２個の回転体のニップ圧を、使用条件に対応して任意に調整することができない。そこで、モータを用いることによってニップ圧の調整を可能にした手法の一例を、特許文献２に見ることができる。
特開２００３−３３５４２６号公報（第３頁、図１−２） 特開平５−３２３５６号公報（第３−４頁、図１）

特許文献２に記載の給紙装置は、重なり合って搬送されつつある用紙を分離するための分離ローラに対して、モータを用いることによってフィードローラ（給紙ローラ）とのニップ圧を自動的に調整可能にするものである。しかしながら、ニップ圧の調整のためにモータを用いると、軸保持装置のコストが増加する。また、モータを配置するためのスペースも確保する必要があり、装置の大型化を招く。そして、ニップ圧を調整したり、その調整具合を把握したりするためには、モータをどのように動作させたかを確認する必要があるので、非常に不便である。さらに、短時間で簡単にニップ圧の調整を行うために、モータの動作状況を確認するための機能部材や装置が新たに必要となり、軸保持装置がさらに複雑に、且つ高価になる可能性がある。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、軸の周辺に広い領域を必要とすることなく設置することができる、低コスト化が図られた簡便な機構により、短時間で簡単に回転体間のニップ圧を調整することが可能な軸保持装置を提供することを目的とする。また、このような軸保持装置を搭載した高性能な給紙装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、機器本体内に配置される軸に対し、その軸線と直角な方向の付勢力を与える軸保持装置において、一端が前記軸の軸線と直角をなす支軸によって回転可能に支持されるとともに、他端に弾性部材連結部、両端間には軸側面を押圧する押圧部が設けられた加圧部材と、この加圧部材側の連結部に一端を連結し、前記本体側の連結部材に他端を連結して、加圧部材に、前記支軸を中心とするモーメントを発生させ、前記押圧部により軸側面を押圧させる弾性部材とを備えるとともに、前記加圧部材と前記本体側連結部材とが、互いに前記軸の軸線方向に、所定間隔毎に移動可能であって、一方の移動間隔が他方の移動間隔の整数倍であることとした。

また本発明では、上記軸保持装置を給紙装置に搭載することとした。

また、上記給紙装置において、前記軸保持装置が、重なり合った用紙を分離する分離コロを保持するために用いられることとした。

本発明の構成によれば、軸線と直角な方向の付勢力を与える軸保持装置において、一端が前記軸の軸線と直角をなす支軸によって回転可能に支持されるとともに、他端に弾性部材連結部、両端間には軸側面を押圧する押圧部が設けられた加圧部材と、この加圧部材側の連結部に一端を連結し、本体側の連結部材に他端を連結して、加圧部材に、支軸を中心とするモーメントを発生させ、前記押圧部により軸側面を押圧させる弾性部材とを備えるとともに、加圧部材と本体側連結部材とが、互いに前記軸の軸線方向に、所定間隔毎に移動可能であることとしたので、簡単に弾性部材による付勢力を変化させることができる。さらに、一方の移動間隔が他方の移動間隔の整数倍であることとしたので、回転体間のニップ圧を調整したり、その調整具合を把握したりするのが容易である。したがって、モータを用いることなく、コンパクト化、低コスト化が図られた簡便な機構により、短時間で簡単に回転体間のニップ圧を調整することが可能である。

また本発明では、上記軸保持装置を給紙装置に搭載することとしたので、給紙ローラ等のローラやコロの周辺に広い領域を必要とすることがない、低コスト化が図られた簡便な機構により、短時間で簡単にローラ間のニップ圧を調整することが可能な高性能な給紙装置を得ることができる。

また、上記給紙装置において、軸保持装置が、重なり合った用紙を分離する分離コロを保持するために用いられることとしたので、分離コロに対して好適なニップ圧を保持させるための調整が容易になる。これにより、分離コロが磨耗してコロの径が小さくなったり、分離コロを付勢する弾性部材が劣化したり、また特殊な環境で装置を使用したりしても、各々の条件に合わせた好適なニップ圧を簡単な調整によって任意に設定できる。したがって、用紙の重送等の不具合の発生を確実に防止することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図８に基づき説明する。ここでは、機器の一例として、画像形成装置に配置される給紙装置をとり上げる。この給紙装置において、重なり合って搬送されつつある用紙を分離するための分離コロに対して本発明の軸保持装置が用いられているものとする。

最初に、本発明の軸保持装置を備えた給紙装置について、図１、及び図２を用いてその構造の概略を説明する。図１は軸保持装置を備えた給紙装置とその周辺を示す模型的垂直断面図、図２は分離コロ周辺を下方から見た斜視図である。給紙装置１は、図示しない画像形成装置の給紙部１００の用紙供給方向下流部上方、すなわち図１において右側上方に備えられている。

図１に示すように、給紙部１００には、用紙トレイ１０１が備えられている。用紙トレイ１０１は、上面が開口した平たい箱で構成され、その上面方向から印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐを積載して収容する。

用紙トレイ１０１の内底面には、リフト板１０２が配置されている。用紙Ｐは、このリフト板１０２上に積み上げられている。リフト板１０２は、その用紙供給方向上流端、すなわち図１において左方の端部が用紙トレイ１０１の内底面に支持され、この支軸１０２ａを中心とし、下流端を自由端として回転可能である。リフト板１０２の下流部下方には、用紙トレイ１０１の内底面との間に、ばね１０３が備えられている。このばね１０３は、リフト板１０２の用紙供給方向下流部を上方に付勢し、変位させる付勢手段である。リフト板１０２は、ばね１０３の作用によりその下流部が上方に持ち上げられて、図１に示す用紙供給位置に変位する。リフト板１０２上の用紙Ｐは、用紙トレイ１０１の下流部上方に設けられた給紙装置１により、一枚ずつ分離されて、給紙部１００の外部へ、すなわち図１に示す矢印Ａの方向に送り出される。

図１に示すように、用紙トレイ１０１の下流部上方には、給紙部１００の外部へと用紙Ｐを送り出す給紙装置１が配置されている。給紙装置１には、ピックアップローラ２、給紙ローラ３、及び分離コロ４が備えられている。

ピックアップローラ２は、リフト板１０２の下流部上方に備えられている。ピックアップローラ２には、その下方から、用紙トレイ１０１に積載された用紙束の下流部がリフト板１０２により持ち上げられ、用紙束の最上層が圧接する。用紙Ｐは、ピックアップローラ２により給紙ローラ３へと引き渡され、給紙ローラ３により給紙部１００の外部へと送り出される。

給紙ローラ３は、ピックアップローラ２の下流側において、その表面の下部が用紙搬送路５に突出するように配置されている。給紙ローラ３は、図示しないモータに連結されている。しかしながら、ピックアップローラ２はモータに連結されていない。給紙ローラ３とピックアップローラ２との間には、ピックアップローラ２の駆動機構（図示せず）が配置され、この駆動機構を介して給紙ローラ３とピックアップローラ２とが連結されている。このピックアップローラ２の駆動機構により、給紙ローラ３がモータによって回転せしめられると、ピックアップローラ２も給紙ローラ３と同じ方向に回転せしめられる。

分離コロ４は、図１に示すように、給紙ローラ３の下方に備えられ、図示しない付勢手段の作用により給紙ローラ３に圧接している。この分離コロ４と給紙ローラ３とが圧接して形成されるニップに用紙Ｐが挿通される。分離コロ４には、モータが連結されていない。分離コロ４は、給紙ローラ３に圧接していることにより、給紙ローラ３の回転に従って回転せしめられる。

図２に示すように、分離コロ４には、その軸部４ａにトルクリミッタ６が設けられている。分離コロ４と給紙ローラ３とが圧接して形成されるニップに用紙Ｐが存在しない時や用紙Ｐが１枚だけ進入した時には、分離コロ４にはトルクリミッタ６の設定トルク以上のトルクが掛かり、分離コロ４は給紙ローラ３に従って用紙Ｐを送り出す方向に回転する。しかしながら、前記ニップに用紙Ｐが重なって複数枚進入した時には、分離コロ４に掛かるトルクはトルクリミッタ６の設定トルクを超えることがなく、分離コロ４は回転を停止する。これにより、重なった下側の用紙Ｐが送り出されることがないので、用紙Ｐが重なって送られてしまう重送という問題が起こるのを防止できる。

このような分離コロ４は、図２に示すように、その回転軸の両端が、各々軸保持装置１０によって保持されている。分離コロ４は、この軸保持装置１０の作用により、給紙ローラ３との圧接における好適なニップ圧が確保されている。

次に、本発明の実施形態に係る軸保持装置の詳細な構成について、図３〜図７を用いて説明する。図３は軸保持装置の外観を示す斜視図、図４は軸保持装置の加圧部材を示す斜視図、図５は軸保持装置のベース部のみを示す斜視図、図６は軸保持装置のベース部を示す斜視図にして、本体側連結部材を取り外した状態を示すもの、図７は軸保持装置の模型的垂直断面図である。

図３に示すように、軸保持装置１０には、回転体である分離コロ４（図２参照）を支持するとともにこれを押圧する加圧部材１１、弾性部材であるばね１２、及びばね１２を連結する本体側連結部材１３が備えられている。

加圧部材１１は、分離コロ４の軸部４ａの端部にて分離コロ４を支持している。図４に示すように、加圧部材１１は、その一端に支軸１１ａを備え、この支軸１１ａを中心とし、他端を自由端として回転可能に支持されている。加圧部材１１の支軸１１ａの軸線は、分離コロ４の軸部４ａの軸線に対して直角をなす。加圧部材１１の自由端部分には、ばね１２を連結する加圧部材側連結部１１ｂが設けられ、ここにはばね１２を引っ掛けるためのフック１１ｃが設けられている。加圧部材１１の支軸１１ａとフック１１ｃとの間には軸挿入口１１ｄが設けられ、この軸挿入口１１ｄに分離コロ４の軸部４ａを挿入することにより、分離コロ４が加圧部材１１に支持される。軸挿入口１１ｄの内側であって、支軸１１ａと対向する位置には、分離コロ４の軸部４ａの側面を押圧する押圧部１１ｅが設けられている。分離コロ４を給紙ローラ３に向かって付勢する場合には、支軸１１ａが支点、フック１１ｃが力点、押圧部１１ｅが作用点の役割を果たす。

この加圧部材１１は、図３に示すように、本体である給紙装置１のフレーム７に支持されている。図５に示すように、フレーム７には、支軸係合部１４が設けられている。支軸係合部１４は３箇所備えられ、これらは分離コロ４の軸部４ａの軸線方向に沿って所定間隔Ｓ１（図７参照）で並べられている。加圧部材１１は、３箇所ある支軸係合部１４のいずれにも移動して取り付けが可能であり、これにより本体側連結部材１３との距離を変更することができる。

弾性部材であるばね１２は、引張コイルばねで構成され、図３に示すように、加圧部材１１と本体側連結部材１３との間に、これらの部材に引っ掛けて備えられている。ばね１２は、分離コロ４の軸部４ａと平行な方向に伸縮して弾発力を作用させるものである。

本体側連結部材１３は、図３、及び図５に示すように、本体である給紙装置１のフレーム７に取り付けられている。本体側連結部材１３は、図６に示すように、給紙装置１のフレーム７とは独立した部材になっており、分離コロ４の軸部４ａの両端外側に１個ずつ設けられている。本体側連結部材１３は、分離コロ４から最も離れた箇所にフック１３ａを、フレーム７との接触箇所に位置決め用孔１３ｂ及び固定用孔１３ｃを備えている。

フック１３ａは、一端が加圧部材１１のフック１１ｃに引っ掛けられたばね１２の他端を引っ掛けるためのものである。これにより、ばね１２が伸びて、ばね１２に分離コロ４を押圧するための弾発力が生じる。位置決め用孔１３ｂは５箇所備えられ、これらは分離コロ４の軸部４ａの軸線方向に沿って所定間隔Ｓ２（図７参照）で並べられている。なお、前記加圧部材１１が係合する支軸係合部１４の間隔Ｓ１は、本体側連結部材１３の位置決め用孔１３ｂの間隔Ｓ２の整数倍である２倍となっている。したがって、加圧部材１１の移動間隔は、本体側連結部材１３の移動間隔の２倍となる。５箇所の位置決め用孔１３ｂは、互いに接近して設けられているので、分離コロ４の軸部４ａの軸線方向に沿って一つに繋がった形状をなしている。固定用孔１３ｃは、分離コロ４の軸部４ａの軸線方向に延びる長穴状となっている。

フレーム７には、本体側連結部材１３を取り付けるための位置決めピン１５と固定用ピン１６とが、分離コロ４の軸部４ａの軸線方向に沿って並べて設けられている。本体側連結部材１３は、位置決め用孔１３ｂにフレーム７の位置決めピン１５を挿入することにより、その位置が決定される。この時、固定用ピン１６は、本体側連結部材１３の固定用孔１３ｃに挿入される。本体側連結部材１３をフレーム７に取り付けた後、図７に示すように、固定用ピン１６の先端にネジ１７を取り付けることにより、本体側連結部材１３は固定され、フレーム７から離れるようにして外れてしまうことはない。なお、図２、図３、及び図５においては、ネジ１７の描画を省略している。

続いて、軸保持装置の動作について、図３、図７、及び図８を用いて説明する。図８は、図７と同様の軸保持装置の模型的垂直断面図にして、本体側連結部材を図７とは別の位置に移動して取り付けた状態を示すものである。

図３、及び図７において、分離コロ４は、その軸部４ａが加圧部材１１の軸挿入口１１ｄに挿入されて支持されている。軸挿入口１１ｄ内では、押圧部１１ｅが軸部４ａの側面に接触している。加圧部材１１は、給紙装置１のフレーム７に設けられた支軸係合部１４において、支軸１１ａを中心として回転可能に支持されている。そして、加圧部材１１の加圧部材側連結部１１ｂと、本体側連結部材１３との間に、ばね１２が連結されている。

ばね１２は、張力が与えられて各連結部に連結されるので、分離コロ４の軸部４ａと平行な縮小方向に弾発力Ｋを作用させる（図７矢印Ｋ）。これにより、加圧部材１１の加圧部材側連結部１１ｂが設けられた自由端側が本体側連結部材１３に近づく方向に引っ張られ、加圧部材１１には支軸１１ａを中心とするモーメントＭが発生する（図７矢印Ｍ）。その結果、分離コロ４の軸部４ａは、加圧部材１１に押圧され、その軸線と直角をなす方向に付勢力Ｆが与えられる（図７矢印Ｆ）。

また、図８は、図７において、加圧部材１１を支軸係合部１４の１箇所分右方にずらし、本体側連結部材１３を位置決め用孔１３ｂの２箇所分右方にずらした状態を示している。ここで、前述のように、加圧部材１１が係合する支軸係合部１４の間隔Ｓ１は、本体側連結部材１３の位置決め用孔１３ｂの間隔Ｓ２の２倍となっている。したがって、図７の状態と図８の状態とは、加圧部材１１や本体側連結部材１３の位置が異なるものの、ばね１２に生じる弾発力Ｋ、すなわち加圧部材１１による分離コロ４の軸部４ａへの付勢力Ｆは同じになっている。

このようにして、軸線と直角な方向の付勢力を与える軸保持装置１０において、一端が分離コロ４の軸部４ａの軸線と直角をなす支軸１１ａによって回転可能に支持されるとともに、他端に弾性部材であるばね１２の連結部１１ｂ、両端間には軸部４ａの側面を押圧する押圧部１１ｅが設けられた加圧部材１１と、この加圧部材１１側の連結部１１ｂに一端を連結し、本体側連結部材１３に他端を連結して、加圧部材１１に、支軸１１ａを中心とするモーメントＭを発生させ、前記押圧部１１ｅにより軸部４ａの側面を押圧させる弾性部材であるばね１２とを備えるとともに、加圧部材１１と本体側連結部材１３とが、互いに分離コロ４の軸部４ａの軸線方向に、所定間隔毎に移動可能であるので、簡単にばね１２による付勢力Ｆを変化させることができる。さらに、加圧部材１１の移動間隔である支軸係合部１４の間隔Ｓ１が、本体側連結部材１３の移動間隔である位置決め用孔１３ｂの間隔Ｓ２の２倍（整数倍）であるので、分離コロ４と給紙ローラ３とのニップ圧を調整したり、その調整具合を把握したりするのが容易である。したがって、モータを用いることなく、コンパクト化、低コスト化が図られた簡便な機構により、短時間で簡単に回転体間のニップ圧を調整することが可能である。

また本発明では、軸保持装置１０を、画像形成装置内に配置される給紙装置１に搭載したので、分離コロ４の周辺に広い領域を必要とすることがない、低コスト化が図られた簡便な機構により、短時間で簡単に分離コロ４と給紙ローラ３とのニップ圧を調整することが可能な高性能な給紙装置１を得ることができる。

また、上記給紙装置１において、軸保持装置１０が、重なり合った用紙Ｐを分離する分離コロ４を保持するために用いられるので、分離コロ４に対して好適なニップ圧を保持させるための調整が容易になる。これにより、分離コロ４が磨耗してコロの径が小さくなったり、分離コロ４を付勢する弾性部材であるばね１２が劣化したり、また特殊な環境で装置を使用したりしても、各々の条件に合わせた好適なニップ圧を簡単な調整によって任意に設定できる。したがって、用紙Ｐの重送等の不具合の発生を確実に防止することが可能となる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

たとえば、本発明の実施形態では、加圧部材１１が係合する支軸係合部１４の間隔Ｓ１は、本体側連結部材１３の位置決め用孔１３ｂの間隔Ｓ２の２倍としているが、加圧部材１１の移動間隔である間隔Ｓ１と、本体側連結部材１３の移動間隔である間隔Ｓ２との関係はこれに限定されるものではなく、整数倍であれば３倍、５倍等、その他の間隔であっても構わない。また、支軸係合部１４を３箇所、位置決め用孔１３ｂを５箇所としているが、これらの数に限定されるわけではなく、移動箇所を増減させることができる。さらに、本体側連結部材１３の移動間隔Ｓ２を、加圧部材１１の移動間隔Ｓ１より広くしても構わない。

そして、本発明の実施形態では、ばね１２によって加圧部材１１を引っ張ることで、加圧部材１１に支軸１１ａを中心とするモーメントＭを発生させているが、ばね１２を圧縮コイルばね等にして、ばね１２によって加圧部材１１を押すことで、加圧部材１１にモーメントを発生させてもよい。また、ばね１２はコイルばねに限定されるものではなく、板ばねやゴム、スポンジ等の弾性部材であっても構わない。

本発明は、機器本体内に配置される軸に対し、その軸線と直角な方向の付勢力が必要な機器全般において利用可能である。

本発明の軸保持装置を搭載した給紙装置とその周辺を示す模型的垂直断面図である。 図１の給紙装置の分離コロ周辺を下方から見た斜視図である。 図２の軸保持装置の外観を示す斜視図である。 図３の軸保持装置の加圧部材を示す斜視図である。 図３の軸保持装置のベース部のみを示す斜視図である。 図２の軸保持装置のベース部を示す斜視図にして、本体側連結部材を取り外した状態を示すものである。 図３の軸保持装置の模型的垂直断面図である。 図７と同様の軸保持装置の模型的垂直断面図にして、本体側連結部材を図７とは別の位置に移動して取り付けた状態を示すものである。

符号の説明

１ 給紙装置
３ 給紙ローラ
４ 分離コロ
４ａ 軸部
７ フレーム
１０ 軸保持装置
１１ 加圧部材
１１ａ 支軸
１１ｂ 加圧部材側連結部
１１ｃ フック
１１ｄ 軸挿入口
１１ｅ 押圧部
１２ ばね（弾性部材）
１３ 本体側連結部材
１３ａ フック
１３ｂ 位置決め用孔
１３ｃ 固定用孔
１４ 支軸係合部
１５ 位置決めピン
１６ 固定用ピン

Claims (3)

1. 機器本体内に配置される軸に対し、その軸線と直角な方向の付勢力を与える軸保持装置において、
   一端が前記軸の軸線と直角をなす支軸によって回転可能に支持されるとともに、他端に弾性部材連結部、両端間には軸側面を押圧する押圧部が設けられた加圧部材と、
   この加圧部材側の連結部に一端を連結し、前記本体側の連結部材に他端を連結して、加圧部材に、前記支軸を中心とするモーメントを発生させ、前記押圧部により軸側面を押圧させる弾性部材とを備えるとともに、
   前記加圧部材と前記本体側連結部材とが、互いに前記軸の軸線方向に、所定間隔毎に移動可能であって、一方の移動間隔が他方の移動間隔の整数倍であることを特徴とする軸保持装置。
2. 請求項１に記載の軸保持装置を搭載したことを特徴とする給紙装置。
3. 前記軸保持装置が、重なり合った用紙を分離する分離コロを保持するために用いられることを特徴とする請求項２に記載の給紙装置。

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