JP4591578B2 - 記録シート搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録シートを搬送する記録シート搬送装置と、この記録シート搬送装置を備えた画像形成装置に関する。

一般に、記録シート搬送装置として、記録シートに印字された現像剤像を熱定着させる加熱ローラと、加熱ローラに圧接される加圧ローラとの間で記録シートを搬送する定着装置が知られている。この定着装置としては、従来、加熱ローラに対して径方向に進退する加圧ローラに駆動力を伝達すべく、自在継手（ユニバーサルジョイント）を介して加圧ローラとモータとを連結するものが知られている（特許文献１参照）。

具体的に、この技術では、加圧ローラの軸とモータから駆動力が伝達される駆動軸との間に、中間軸を設け、この中間軸の両端と各軸との間に自在継手を１つずつ設けることで、駆動軸から加圧ローラの軸がずれてもモータからの駆動力が加圧ローラに伝達されている。

特開平６−１６１３１７号公報

しかしながら、前述した技術では、加圧ローラの軸と駆動軸の間に中間軸を設けるとともに、自在継手も２つ必要なため、装置が軸方向に大型化してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、一方のローラに対して径方向に進退可能な他方のローラに駆動力を伝達する機構を改良することで、軸方向への小型化を図ることができる記録シート搬送装置と、これを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、記録シートを搬送する第１ローラと、駆動源から駆動力が伝達される第１伝達ギヤと、前記第１ローラに対して径方向に進退可能な第２ローラと、前記第１伝達ギヤに噛合し、かつ前記第２ローラに駆動力を伝達する第２伝達ギヤと、を備える記録シート搬送装置であって、前記第２ローラの端部と前記第２伝達ギヤの一端部とを連結する自在継手と、前記第２伝達ギヤの他端部を円筒面で回転可能に支持する軸受部材と、前記軸受部材を前記第２ローラの移動方向に傾動可能に支持する支持部材とをさらに備え、前記軸受部材の傾動中心が、前記第２伝達ギヤの歯幅内に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、第２ローラに自在継手を介して連結され、かつ、第１伝達ギヤと噛合する第２伝達ギヤを傾動可能な軸受部材で支持することで、従来のように中間軸を設ける必要がなく、かつ、自在継手も１つで済むので、軸方向への小型化を図ることができる。なお、本発明は、ギヤ（第２伝達ギヤ）を傾動させる構造であるので、第２伝達ギヤが多少斜めになった状態でも第２伝達ギヤと第１伝達ギヤとの噛み合いが維持されるようにギヤ歯の高さ等を設定すれば、良好に駆動力を伝達することができる。また、軸受部材の傾動中心が第２伝達ギヤの歯幅内に配置されているので、第１伝達ギヤから第２伝達ギヤに伝わる力が支持部材で受けられ、第２伝達ギヤを傾動させる方向には働き難くなる。そのため、第１伝達ギヤから伝わる力によって第２伝達ギヤが傾くことが抑制されるので、軸間距離を一定に保ってニップ圧を均一にすることができる。

本発明によれば、第２ローラに自在継手を介して連結され、かつ、第１伝達ギヤと噛合する第２伝達ギヤを傾動可能な軸受部材で支持したので、軸方向への小型化を図ることができる。また、軸受部材の傾動中心が第２伝達ギヤの歯幅内に配置されているので、第１伝達ギヤから伝わる力によって第２伝達ギヤが傾くことが抑制され、軸間距離を一定に保ってニップ圧を均一にすることができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、電子写真方式のカラープリンタの全体構成を示す断面図である。なお、以下の説明においては、まず、カラープリンタの全体構成を説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明することとする。

以下の説明において、方向は、カラープリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって左側を「前側（手前側）」、紙面に向かって右側を「後側（奥側）」とし、紙面に向かって奥側を「左側」、紙面に向かって手前側を「右側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

図１に示すように、カラープリンタ１は、本体筐体１０内に、記録シートの一例としての用紙Ｐを供給する給紙部２０と、給紙された用紙Ｐに画像を形成する画像形成部３０と、画像が形成された用紙Ｐを排出する排紙部９０とを備えている。

給紙部２０は、用紙Ｐを収容する給紙トレイ２１と、給紙トレイ２１から用紙Ｐを画像形成部３０へ搬送する記録シート搬送装置の一例としての用紙搬送装置２２を主に備えている。用紙搬送装置２２は、分離ローラや紙粉取りローラ等を備える公知の用紙供給機構２３と、用紙Ｐを搬送する第１ローラの一例としてのピンチローラ２５と、ピンチローラ２５に対して径方向に進退可能な第２ローラの一例としてのレジストローラ２４とを備えている。

レジストローラ２４は、用紙Ｐが搬送方向に対して斜めに進んできた場合に用紙Ｐの先端の幅方向全体の位置を正規の位置に揃えるためのローラである。言い換えると、レジストローラ２４は、用紙Ｐの先端の向きを正規の向き（搬送方向）に合わせている。ピンチローラ２５は、レジストローラ２４との間で用紙Ｐを挟持するローラであり、レジストローラ２４の前斜め上方に配置されている。そして、レジストローラ２４は、ピンチローラ２５に向けて圧接されている。なお、レジストローラ２４周りの構造は、後で詳述する。

このように構成される給紙部２０では、給紙トレイ２１内の用紙Ｐが、用紙供給機構２３で一枚ずつ分離されて上方のレジストローラ２４に送られる。レジストローラ２４は、用紙Ｐの先端を揃えた後、用紙Ｐを後述する搬送ベルト７３上に送る。

画像形成部３０は、４つのＬＥＤユニット４０と、４つのプロセスカートリッジ５０と、転写ユニット７０と、定着ユニット８０とから主に構成されている。

ＬＥＤユニット４０は、複数のＬＥＤを有しており、後述する感光ドラム５３を露光している。

プロセスカートリッジ５０は、前後方向に並んで配置され、感光ドラム５３や、図示せぬ帯電器や、符号を省略して示す公知の現像ローラ、トナー収容室などを備えて構成されている。

転写ユニット７０は、給紙部２０と各プロセスカートリッジ５０との間に設けられ、駆動ローラ７１、従動ローラ７２、搬送ベルト７３および転写ローラ７４を主に備えている。

駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後方向に離間して平行に配置され、その間にエンドレスベルトからなる搬送ベルト７３が張設されている。搬送ベルト７３は、その外側の面が各感光ドラム５３に接している。また、搬送ベルト７３の内側には、各感光ドラム５３との間で搬送ベルト７３を挟持する転写ローラ７４が、各感光ドラム５３に対向して４つ配置されている。この転写ローラ７４には、転写時に定電流制御によって転写バイアスが印加される。

定着ユニット８０は、各プロセスカートリッジ５０および転写ユニット７０の奥側に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置され加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを備えている。

このように構成される画像形成部３０では、まず、各感光ドラム５３の表面が、帯電器により一様に帯電された後、各ＬＥＤユニット４０で露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、各感光ドラム５３上に画像データに基づく静電潜像が形成される。その後、静電潜像に現像ローラよりトナーが供給されることで、感光ドラム５３上にトナー像が担持される。

次に、搬送ベルト７３上に供給された用紙Ｐが各感光ドラム５３と各転写ローラ７４との間を通過することで、各感光ドラム５３上に形成されたトナー像が用紙Ｐ上に転写される。そして、用紙Ｐが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過することで、用紙Ｐ上に転写されたトナー像が熱定着される。

排紙部９０は、用紙Ｐを搬送する複数の搬送ローラ９１を主に備えている。トナー像が転写され、熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ９１によって搬送され、本体筐体１０の外部に排出される。

＜レジストローラ周りの詳細構造＞
次に、本発明の特徴部分であるレジストローラ周りの詳細構造について説明する。参照する図面において、図２はレジストローラ周りの構造を詳細に示す斜視図であり、図３はレジストローラ周りの構造を分解して示す分解斜視図である。また、図４は第２伝達ギヤに軸受部材を組み合わせた状態を示す側面図である。

図２に示すように、ピンチローラ２５の左端には、駆動源の一例としてのモータＭから図示せぬギヤを介して駆動力が伝達される第１伝達ギヤ１００が固定されている。そのため、モータＭから第１伝達ギヤ１００に駆動力が伝達されると、ピンチローラ２５が回転するようになっている。

レジストローラ２４は、公知の押圧アームＰＡや引きばねＳによって、ピンチローラ２５に向けて付勢されている。このレジストローラ２４の左端には、図３に示すように、球状のピボット部２４Ａが形成されている。球状のピボット部２４Ａには、レジストローラ２４の径方向に貫通する孔Ａ１が形成されており、この孔Ａ１には、両端がピボット部２４Ａから突出する係合ピン２４Ｂが固定されている。そして、レジストローラ２４の左側には、第２伝達ギヤ２００、軸受部材３００および支持部材４００が配設されている。

第２伝達ギヤ２００は、第１伝達ギヤ１００に噛合するギヤ部２１０と、ギヤ部２１０の右端面（一端部）から右に突出するように形成される連結部２２０と、ギヤ部２１０の左端面（他端部）から左に突出するように形成される回転軸部２３０とを有している。

連結部２２０は、前述したピボット部２４Ａおよび係合ピン２４Ｂと組み合わされることで自在継手ＵＪを構成している。具体的に、連結部２２０は、レジストローラ２４のピボット部２４Ａを収容するピボット収容部２２１と、ピボット部２４Ａから突出する係合ピン２４Ｂの両端部を収容する２つのピン収容部２２２とを有している。

ピボット収容部２２１は、略有底円筒状に形成されており、その底面が半球状に形成されている。そのため、このピボット収容部２２１内において、ピボット部２４Ａが回動可能となっている。

ピン収容部２２２は、ピボット収容部２２１から径方向外側に突出するようにピボット収容部２２１に一体形成される断面視コ字状の壁であり、ピボット収容部２２１内と右側に開口する溝（係合ピン２４Ｂの直径よりも第２伝達ギヤ２００の軸方向に長い溝）を有している。そのため、このピン収容部２２２内において、係合ピン２４Ｂの両端部が、第２伝達ギヤ２００の軸方向に移動可能になるとともに、第２伝達ギヤ２００の周方向でピン収容部２２２の壁と係合する。そして、このようにピン収容部２２２と係合ピン２４Ｂの両端部とが係合することで、第２伝達ギヤ２００からレジストローラ２４に駆動力が伝達される。

軸受部材３００は、第２伝達ギヤ２００の径方向に沿って延びる長尺状の基部３１０と、基部３１０の中央部から右に突出する有底円筒状の回転用軸受部３２０と、基部３１０の両端部に１つずつ形成される傾動用軸受部３３０と、基部３１０の中央部から左に突出する係合軸部３４０とを有している。

基部３１０の両端縁には、その中央部に向かって凹む凹部３１１が形成されている。

回転用軸受部３２０は、第２伝達ギヤ２００の回転軸部２３０を回転可能に支持する円筒面３２１を有している。また、この円筒面３２１と先端面３２２とで形成される角部は、面取りされてテーパ面３２３となっており、これにより、第２伝達ギヤ２００の回転軸部２３０が回転用軸受部３２０内に案内されるようになっている。

傾動用軸受部３３０は、基部３１０の両端部から右に突出するとともに、左に向かって開口する断面視Ｕ字状の形状となっている。傾動用軸受部３３０の内面の適所には、後述する支持部材４００の支持軸４３０に係合する２つの係合凸部３３１が互いに対向するように形成されている。これにより、Ｕ字状の傾動用軸受部３３０の底面部と各係合凸部３３１との間に支持軸４３０が嵌め込まれた状態で、軸受部材３００が支持部材４００に対して傾動可能となっている。

また、傾動用軸受部３３０の開口端部は、基部３１０の凹部３１１の開口端部に一体に連結されている。そのため、傾動用軸受部３３０を支持部材４００の支持軸４３０に取り付ける際に、傾動用軸受部３３０の開口端部が良好に撓んで広がり、係合凸部３３１が支持軸４３０に係合し易くなっている。

そして、このように構成される傾動用軸受部３３０は、図４に示すように、軸受部材３００と第２伝達ギヤ２００とが組み付けられた状態において、第２伝達ギヤ２００の径方向から見て、第２伝達ギヤ２００のギヤ部２１０と重なっている。これにより、軸受部材３００の傾動中心ＬＣがギヤ部２１０の歯幅内（第２伝達ギヤ２００の軸方向における幅内）に配置され、この軸受部材３００で支持される第２伝達ギヤ２００が、ギヤ部２１０の歯幅内にある傾動中心ＬＣを中心に傾動するようになっている。

図３に示すように、支持部材４００は、底壁部４１０と、底壁部４１０から右に突出して軸受部材３００を囲う周囲壁４２０と、２つの支持軸４３０とを有している。２つの支持軸４３０は、軸受部材３００をレジストローラ２４の移動方向（ピンチローラ２５に対して進退する方向）に傾動可能に支持すべく、周囲壁４２０の適所に互いに対向するように形成されている。また、底壁部４１０には、軸受部材３００の係合軸部３４０（一部）と係合して、係合軸部３４０の移動をレジストローラ２４の移動方向のみに規制する長溝４１１が形成されている。

次に、モータＭからの駆動力をレジストローラ２４に伝達させるときの各部材の動作について説明する。参照する図面において、図５はレジストローラとピンチローラの軸間距離がαであるときの各部材の状態を示す説明図（ａ）と、レジストローラとピンチローラの軸間距離がαよりも大きいβであるときの各部材の状態を示す説明図（ｂ）である。なお、図５においては、便宜上、各部材を簡略化して示している。

図５（ａ）に示すように、レジストローラ２４とピンチローラ２５の軸間距離がαである場合（第２伝達ギヤ２００の軸が第１伝達ギヤ１００の軸と平行となる場合）には、モータＭからの駆動力が第１伝達ギヤ１００に入力されると、第１伝達ギヤ１００と一体にピンチローラ２５が回転するとともに、第１伝達ギヤ１００から第２伝達ギヤ２００に駆動力が伝達される。その後、第２伝達ギヤ２００のピン収容部２２２の壁で係合ピン２４Ｂが押されることで、レジストローラ２４に駆動力が伝達されて回転する。

図５（ｂ）に示すように、軸間距離がαよりも大きなβとなった場合（例えば、厚紙を印字する場合）には、ピンチローラ２５に対して退避するレジストローラ２４のピボット部２４Ａで第２伝達ギヤ２００のピボット収容部２２１が押圧されることで第２伝達ギヤ２００が傾動中心ＬＣを中心として傾動する。この際、第１伝達ギヤ１００と第２伝達ギヤ２００との噛み合いが維持されるとともに、第２伝達ギヤ２００のピン収容部２２２と係合ピン２４Ｂとの係合も維持される。

そのため、このように軸間距離がβになった場合であっても、モータＭからの駆動力が第１伝達ギヤ１００から第２伝達ギヤ２００に伝達される。その後、第２伝達ギヤ２００のピン収容部２２２の壁で係合ピン２４Ｂが押されることで、レジストローラ２４に駆動力が伝達されて回転する。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
レジストローラ２４に自在継手ＵＪを介して連結され、かつ、第１伝達ギヤ１００と噛合する第２伝達ギヤ２００を傾動可能な軸受部材３００で支持することで、従来のように中間軸を設ける必要がなく、かつ、自在継手も１つで済むので、用紙搬送装置２２、ひいてはカラープリンタ１を軸方向に小型化することができる。

第２伝達ギヤ２００の回転軸部２３０を回転用軸受部３２０の円筒面３２１で支持したので、球面で受ける構造に比べ、点当たり（図５（ａ）のような球状のピボット部２４Ａが球状のピボット収容部２２１にずれて当たるような状態）を抑えて、磨耗を抑えることができる。

軸受部材３００の傾動中心ＬＣが第２伝達ギヤ２００のギヤ部２１０の歯幅内に配置されているので、第１伝達ギヤ１００からギヤ部２１０に伝わる力が支持部材４００の支持軸４３０で受けられ、第２伝達ギヤ２００を傾動させる方向には働き難くなる。そのため、第１伝達ギヤ１００から伝わる力によって第２伝達ギヤ２００が傾くことが抑制されるので、軸間距離を一定に保ってニップ圧（各ローラ２４，２５間に働く圧力）を均一にすることができる。

支持部材４００に、軸受部材３００の係合軸部３４０と係合して、係合軸部３４０の移動をレジストローラ２４の移動方向のみに規制する長溝４１１が形成されているので、第２伝達ギヤ２００の傾動方向を確実にニップ方向（レジストローラ２４の移動方向）にすることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、記録シート搬送装置としてレジストローラ２４等を有する用紙搬送装置２２を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、従来のような加熱ローラ（第１ローラ）に対して進退可能な加圧ローラ（第２ローラ）を有する定着装置などを記録シート搬送装置として採用してもよい。

前記実施形態では、ピボット部２４Ａ、係合ピン２４Ｂおよび連結部２２０で自在継手ＵＪを構成したが、本発明はこれに限定されず、例えば従来技術（特開平６−１６１３１７号公報）のような自在継手など、別の構造の自在継手を採用してもよい。

前記実施形態では、カラープリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
前記実施形態では、記録シートの一例として、厚紙、はがき、薄紙などの用紙Ｐを採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。

電子写真方式のカラープリンタの全体構成を示す断面図である。 レジストローラ周りの構造を詳細に示す斜視図である。 レジストローラ周りの構造を分解して示す分解斜視図である。 は第２伝達ギヤに軸受部材を組み合わせた状態を示す側面図である。 レジストローラとピンチローラの軸間距離がαであるときの各部材の状態を示す説明図（ａ）と、レジストローラとピンチローラの軸間距離がαよりも大きいβであるときの各部材の状態を示す説明図（ｂ）である。

符号の説明

１ カラープリンタ
２２ 用紙搬送装置
２３ 用紙供給機構
２４ レジストローラ
２４Ａ ピボット部
２４Ｂ 係合ピン
２５ ピンチローラ
１００ 第１伝達ギヤ
２００ 第２伝達ギヤ
２１０ ギヤ部
２２０ 連結部
２２１ ピボット収容部
２２２ ピン収容部
２３０ 回転軸部
３００ 軸受部材
３２０ 回転用軸受部
３２１ 円筒面
３３０ 傾動用軸受部
３３１ 係合凸部
３４０ 係合軸部
４００ 支持部材
４１１ 長溝
４３０ 支持軸
ＬＣ 傾動中心
Ｍ モータ
Ｐ 用紙
ＵＪ 自在継手

Claims (5)

1. 記録シートを搬送する第１ローラと、
   前記第１ローラに対して径方向に進退可能な第２ローラと、
   駆動源から駆動力が伝達される第１伝達ギヤと、
   前記第１伝達ギヤに噛合し、かつ前記第２ローラに駆動力を伝達する第２伝達ギヤと、を備える記録シート搬送装置であって、
   前記第２ローラの端部と前記第２伝達ギヤの一端部とを連結する自在継手と、
   前記第２伝達ギヤの他端部を円筒面で回転可能に支持する軸受部材と、
   前記軸受部材を前記第２ローラの移動方向に傾動可能に支持する支持部材とをさらに備え、
   前記軸受部材の傾動中心が、前記第２伝達ギヤの歯幅内に配置されていることを特徴とする記録シート搬送装置。
2. 前記支持部材には、
   前記軸受部材の一部と係合して、当該一部の移動を前記第２ローラの移動方向のみに規制する長溝が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の記録シート搬送装置。
3. 前記第２ローラは、前記記録シートの先端の位置を揃えるためのレジストローラであり、
   前記第１ローラは、前記レジストローラとの間で前記記録シートを挟持するピンチローラであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の記録シート搬送装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の記録シート搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. 記録シートを搬送する第１ローラと、
   前記第１ローラに対して径方向に進退可能な第２ローラと、
   駆動源から駆動力が伝達される第１伝達ギヤと、
   前記第１伝達ギヤに噛合し、かつ前記第２ローラに駆動力を伝達する第２伝達ギヤと、を備える記録シート搬送装置であって、
   前記第２ローラの端部と前記第２伝達ギヤの一端部とを連結する自在継手と、
   前記第２伝達ギヤの他端部を円筒面で回転可能に支持する軸受部材と、
   前記軸受部材を前記第２ローラの移動方向に傾動可能となるように前記円筒面の中心軸に直交する軸回りに回動可能に支持する支持部材とをさらに備えたことを特徴とする記録シート搬送装置。

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