JP5389129B2 - 給紙ローラ - Google Patents

Description

この発明は、給紙ローラに関する。

給紙ローラは、例えば、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における用紙の搬送のために用いられる。給紙ローラには、用紙に給紙ローラが常時接触する断面円形の常時接触タイプと、用紙に給紙ローラが搬送時以外は接しない断面非円形の非常時接触タイプとの２種類がある。
非常時接触タイプの給紙ローラは、給紙待ちの用紙には給紙ローラのゴムの成分（オイル等）が移行しないようにできる長所を有している。非常時接触タイプの給紙ローラは、例えば、特許文献１に記載されており、環状のゴムベルトが断面半月型のコアの周面に沿って設けられることにより構成されている。

特開平１１−２２２３２３号公報

しかし、前述の非常時接触タイプの給紙ローラは、コアの外周に沿わせた環状のゴムベルトの伸長率が、コアの外周に対して環状のゴムベルトの内径寸法を変えることでしか変化させることができず、伸長率を調整することは実質的にできない。従って、設計、製造時のゴムベルトの性能管理が難しい。
ところで、伸長率が小さいと、ゴムにたわみが生じ易い。逆に、ゴムの伸長率が過大であると、ゴムに永久伸びが生じたり、オゾンによるクラックが生じ易くなる。また、クラック対策として老化防止剤などを添加すると、紙汚れの原因になる。

そこで、本願発明者は、このような課題を解決するべく、下記の構造の給紙ローラを考えた。すなわち、図６（ａ），（ｂ）を参照して、円弧状のコア９１の外周に環状のゴムベルト９２を嵌めた半月型給紙ローラとする。この給紙ローラを回転軸９３に固定するときに、円弧状のコア９１に掛け渡されたゴムベルト９２の一部分が、回転軸９３により内方に押圧され、ゴムベルト９２が緊張状態とされる。

この構成では、給紙ローラを回転軸９３に装着したときに、ゴムベルト９２が緊張され
るが、緊張されるゴムベルト９２の部分伸長率が大きく、永久伸びやオゾンクラックが発
生し易くなる虞がある。
この発明は、このような従来技術に鑑みてなされたもので、その解決課題は、給紙ローラにおいて、ゴムベルトの伸長率を調整して、性能管理を行えるようにすることである。

請求項１記載の発明は、コアと、このコアに装着されるゴムベルトとを含む非円形の給紙ローラであって、前記コアは、中心軸線に対して円弧状をした円弧状周面を有する周面部材と、前記周面部材の円弧状周面とは反対側に空間を隔てて設けられ、前記中心軸線に対して対称な位置で前記中心軸線と平行に延びる一対の支持用リブとを有し、前記ゴムベルトは、前記中心軸線方向に所定の幅を有し、内周面および外周面を備える環状ベルトであり、前記コアに対して前記ゴムベルトが装着されていて、その際に、前記ゴムベルト内に前記コアの周面部材が挿入され、且つ前記コアの周面部材と支持用リブとの間の前記空間に前記ゴムベルトの一部が嵌められることによって、前記ゴムベルトの前記円弧状周面に接する内周面の一部は、伸長率がゼロ以上の値となって緊張状態で前記円弧状周面に密接して保持され、前記ゴムベルトの前記外周面の所定部位は前記コアの一対の支持用リブに支持され、前記空間内で前記一対の支持用リブ間に掛け渡された態様であることを特徴とする給紙ローラである。

請求項２記載の発明は、前記一対の支持用リブの間から前記中心軸線位置へ回転軸を嵌合させることによって前記給紙ローラは回転軸に取り付けられるようにされており、前記回転軸に取り付けられた状態において、前記回転軸は、前記一対の支持用リブ間に掛け渡された前記ゴムベルトの外周面を前記空間側へ押圧した状態となり、前記ゴムベルトの前記空間に嵌められた部位の伸長率が２５％以下の緊張状態であることを特徴とする請求項１記載の給紙ローラである。
請求項３記載の発明は、前記ゴムベルトの前記空間に嵌められた部位の伸長率が１０％以下の緊張状態であることを特徴とする請求項２記載の給紙ローラである。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の給紙ローラが備えられていることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１記載の発明によれば、ゴムベルトをコアに装着するときに、ゴムベルトの内周面を円弧状周面に密接させた状態で、ゴムベルトの一部を一対の支持用リブにより屈曲状にコアに係止できる。その結果、ゴムベルトのたわみを防止できる。また、一対の支持用リブにより、伸長率を決めるための設計自由度が高まる。その結果、例えば、伸長率が過大になることを抑制することができる。

請求項２記載の発明によれば、回転軸が、一対の支持用リブ間に掛け渡されたゴムベルトの部分を押圧することにより、ゴムベルトを緊張させることができ、ゴムベルトの内周面を円弧状周面に確実に密着させることができる。また、一対の支持用リブは、ゴムベルトをコアの内方で支持するので、回転軸により押圧されて伸長されるゴムベルトの部位を小さくできる。その結果、ゴムベルトの伸長される部位の伸長率を２５％以下にできる。従って、ゴムベルトに永久伸びが生じることを防止でき、また、ゴムベルトにオゾンによるクラックが生じることを抑制できる。

請求項３記載の発明によれば、ゴムベルトに永久伸びが生じることを確実に防止でき、また、ゴムベルトにオゾンによるクラックが生じることも抑制できる。
請求項４記載の発明によれば、画像形成装置において、給紙ローラのゴムベルトが良好に機能し、給紙ミスのない画像形成装置になる。

図１は、この発明の一実施形態に係る給紙ローラ１のコア２を示す図であり、（ａ）はコア２の側面図、（ｂ）はコア２の正面図、（ｃ）はコア２の側面断面図（図１（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図）、（ｄ）はコア２の正面断面図（図１（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図）である。 図２は、コア２へのゴムベルト３の装着を示す斜視図であり、（ａ）は装着前のゴムベルト３の斜視図、（ｂ）は装着途中の状態のゴムベルト３とコア２の斜視図である。 図３は、コア２とゴムベルト３とが組み合わされて完成した給紙ローラ１の正面断面図である。 図４は、給紙ローラ１を回転軸３０に装着する様子を示す斜視図である。 図５は、回転軸３０に装着された給紙ローラ１の正面断面図である。 図６は、この発明の実施例の給紙ローラ５１と、比較例の給紙ローラ５２との試験結果の説明図であり、（ａ）は回転軸９３の装着前における比較例の給紙ローラ５２を示し、（ｂ）は、回転軸９３の装着後における比較例の給紙ローラ５２を示し、（ｃ）は回転軸３０の装着前における実施例の給紙ローラ５１を示し、（ｄ）は、回転軸３０の装着後における実施例の給紙ローラ５１を示す。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る給紙ローラ１のコア２を示す図であり、（ａ）はコア２の側面図、（ｂ）はコア２の正面図、（ｃ）はコア２の側面断面図（図１（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図）、（ｄ）はコア２の正面断面図（図１（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図）である。図２は、コア２へのゴムベルト３の装着を示す斜視図であり、（ａ）は装着前のゴムベルト３の斜視図、（ｂ）は装着途中の状態のゴムベルト３とコア２の斜視図である。

先ず、図２を参照して、給紙ローラ１は、コア２と、このコア２に装着されるゴムベルト３とを有している。コア２は、断面略半円形で、中心軸線２ｃに沿って延び、所定長さを有している。コア２は、中心軸線２ｃと直交方向に広がるベースフランジ５を有し、このベースフランジ５に一端が支持された周面部材６および一対の支持用リブ７が中心軸線２ｃ方向に延びている。

図１を参照して、コア２の周面部材６は、中心軸線２ｃに対して円弧状をした円弧状周面１１と、この円弧状周面１１の周方向の両端縁から径方向の内方へ所定長で延びる一対の端面１２と、各端面１２の内方端縁から円弧状周面１１へ向けて延びる一対の対向面１３と、一対の対向面１３の内側端縁を互いに接続し円弧状周面１１の背面側に形成された断面円弧状の凹湾曲面１４と、を有している。コア２の内部には、凹湾曲面１４と、一対の対向面１３の奥側部分とにより、空間１５が区画されている。

一対の支持用リブ７は、周面部材６の円弧状周面１１とは反対側に空間１５を隔てて設けられており、中心軸線２ｃに対して対称な位置で中心軸線２ｃと平行に延びている。一対の支持用リブ７の全体が、コア２の内側に配置されており、コア２の半円形の弦および軸方向の双方と直交する方向Ｙについて、中心軸線２ｃよりも円弧状周面１１寄りに配置されている。

また、互いに対応する一方の支持用リブ７の外側側面と一方の対向面１３とは、互いに近接して対向しており、その間には、所定間隔の隙間が設けられている。この隙間に後述するようにゴムベルト３を通して、このゴムベルト３を支持用リブ７と対向面１３とで挟持できるようになっている。また、一対の支持用リブ７の内側側面同士は、互いに平行に配置されており、後述する回転軸を固定するための二面幅を形成している。また、一対の支持用リブ７において、コア２の内側に向いた端面７ｃは、滑らかな凸湾曲面により形成されている。

ベースフランジ５は、半円形の板状をなし、周面部材６の円弧状周面１１よりも大径に形成されている。ベースフランジ５に、周面部材６の軸方向の一方の端部および一対の支持用リブ７の軸方向の一方の端部がそれぞれ連結されている。また、ベースフランジ５は、後述する回転軸を通すための半円状の切欠きを有している。
図２を参照して、ゴムベルト３は、中心軸線方向に所定の幅を有し、内周面２１および外周面２２を備える環状ベルトである。具体的には、ゴムベルト３は、ＥＰＤＭ系ゴムにより形成されており、以下の１〜５の各工程を経て製造される。
１．ゴム練り
２．インジェクション成型（２００ｍｍ長さ程度のゴムパイプを成型）
３．二次加硫
４．カット（所定の製品幅にカット）
５．組み立て（コア２への圧入）
組み立て工程では、ゴムベルト３をコア２へ装着するに際して、装着前に円形をなしていたゴムベルト３の外周面２２の一部を押圧して屈曲させる。

そして、ゴムベルト３内に周面部材６が挿入され、且つ周面部材６と支持用リブ７との間の空間１５にゴムベルト３の一部２３が嵌められる。これによって、ゴムベルト３の内周面２１の一部は、円弧状周面１１に密接して保持され、ゴムベルト３の外周面２２の所定部位２３が支持用リブ７に支持された態様で、ゴムベルト３はコア２に装着される。
図３は、コア２とゴムベルト３とが組み合わされて完成した給紙ローラ１の正面断面図である。

前述したようにゴムベルト３をコア２に装着するときに、ゴムベルト３の内周面２１を円弧状周面１１に密接させた状態で、ゴムベルト３の一部を一対の支持用リブ７により屈曲状にコア２に係止できる。その結果、ゴムベルト３のたわみを防止できる。また、一対の支持用リブ７により、伸長率を決めるための設計自由度が高まる。その結果、例えば、伸長率が過大になることを抑制することができる。また、前述の設計自由度が高まるので、設計、製造時のゴムベルト３の性能管理が容易になる。

また、本実施形態の給紙ローラ１は、搬送時以外は用紙と接触しない非円形をなす非常時接触タイプの給紙ローラである。従って、給紙待ちの用紙には給紙ローラ１のゴムベルト３の成分（オイル等）が移行しないようにでき、また、給紙ローラ１に採用可能なゴムの配合の範囲を広げることができる。
また、一対の支持用リブ７を設けるという簡単な構造で、ゴムベルト３のたわみを防止しつつ、過大な伸長率を防止できる。

図４は、給紙ローラ１を回転軸３０に装着する様子を示す斜視図である。図５は、回転軸３０に装着された給紙ローラ１の正面断面図である。
給紙ローラ１は、例えば、画像形成装置の回転軸３０に取り付けられる。給紙ローラ１の中心軸線２ｃが、回転軸３０の中心軸線３０ｃに沿うように配置される。すなわち、回転軸３０が、コア２の円弧状周面１１とは反対側から、一対の支持用リブ７の間を通りコア２内の中心軸線２ｃ位置へ嵌合される。

この実施形態では、回転軸３０の外周に内コア３１が固定され、内コア３１によってゴムベルト３の部位２３が押圧されて伸長されるようになっている。
なお、コアの形状を変形し、後述する図６（ｄ）に示すように、回転軸３０が直接ゴムベルト３を押圧するようにすることもできる。
図５に示すように、（回転軸３０と一体になった）内コア３１がゴムベルト３の部分２３を押圧することにより、ゴムベルト３を緊張させることができ、ゴムベルト３の内周面２１を円弧状周面１１に確実に密着させることができる。また、一対の支持用リブ７は、ゴムベルト３をコア２の内方で支持するので、回転軸３０により押圧されて伸長されるゴムベルト３の部位２３を小さくできる。その結果、ゴムベルト３の伸長される部位２３の伸長率を小さく（２５％以下に）できる。よって、ゴムベルト３に永久伸びが生じることを防止でき、また、ゴムベルト３にオゾンによるクラックが生じることを抑制できる。

ここで、伸長率は、伸長率（％）＝（ゴムの長さ／コア２の長さ×１００）の式により求められる。式中の「ゴムの長さ」は、ゴムベルト３がコア２に沿って伸長される場合に、伸長される方向に沿って測ったときのゴムベルト３の被測定部位の伸長量（伸長後の長さと伸長前の長さとの差）である。
式中の「コア２の長さ」は、ゴムベルト３の被測定部位に対応するコア２の部位における、伸長される方向に沿って測った長さであり、ゴムベルト３の伸長後の長さに相当する。

この実施形態の給紙ローラ１は、例えば、プリンタ、ファクシミリ、コピー機等の画像形成装置に適用できる。

図６は、この発明の実施例の給紙ローラ５１と、比較例の給紙ローラ５２との試験結果の説明図であり、（ａ）は回転軸９３の装着前における比較例の給紙ローラ５２を示し、（ｂ）は、回転軸９３の装着後における比較例の給紙ローラ５２を示し、（ｃ）は回転軸３０の装着前における実施例の給紙ローラ５１を示し、（ｄ）は、回転軸３０の装着後における実施例の給紙ローラ５１を示す。

図６（ｃ）と（ｄ）に示す実施例の給紙ローラ５１と、図３に示す給紙ローラ１とは、以下の点で異なるが、他の点では同じであり、同じ構成については同じ符号を付す。
図６（ｃ）と（ｄ）に示す給紙ローラ５１では、周面部材６は、厚肉の円弧状部材により構成されている。また、円弧状周面１１は、中心軸線２ｃに対する中心角で１８０度を超えて周方向に延びている。一対の支持用リブ７の端面７ｃが、コア２の半円形の弦および軸方向の双方と直交する方向Ｙについて、中心軸線２ｃの位置に配置されている。

図６（ａ）と（ｂ）に示す比較例の給紙ローラ５２は、一対の支持用リブ７がなく、この点でのみ、図６（ｃ）と（ｄ）に示す実施例の給紙ローラ５１とは異なる。
ゴムベルト３，９２の変形量は、コア２，９１の端面からの押し込み量Ｄ１，Ｄ２であり、Ｄ１＜Ｄ２である。
［伸長率の測定と結果］
実施例と比較例のそれぞれの給紙ローラ５１，５２のゴムベルト３，９２の伸長率を、以下の各部位について、回転軸３０，９３への装着前後で測定した。

部位Ｐ１は、円弧状周面１１の周方向中央部に沿う部分である。部位Ｐ２は、円弧状周面１１の円弧端近傍に沿う部分である。部位Ｐ１，Ｐ２は、用紙を搬送するときに用紙に接する搬送部に相当する。
部位Ｐ３は、回転軸３０，９３により伸長される部分であり、比較例の給紙ローラ５２では、円弧状周面１１の円弧端に隣接する端面間に掛け渡された部分であり、実施例の給紙ローラ５１では、一対の支持用リブ７間に掛け渡された部分である。部位Ｐ４は、円弧状周面１１の円弧端近傍と支持用リブ７との間に掛けられた部分である。部位Ｐ３，Ｐ４は、用紙に接しない部分であり、ゴムベルト３，９２をコア２，９１に固定するための固定部に相当する。なお、図６の各図には、各部位Ｐ１〜Ｐ４の境界線を図示した。
・図６（ａ）に示す回転軸に装着前の比較例の給紙ローラ５２の測定値
部位Ｐ１の伸長率０〜５％
部位Ｐ２の伸長率３〜５％
部位Ｐ３の伸長率５〜７％
・図６（ｂ）に示す回転軸に装着後の比較例の給紙ローラ５２の測定値
部位Ｐ１の伸長率３〜６％
部位Ｐ２の伸長率３〜１０％
部位Ｐ３の伸長率１８〜４０％
・図６（ｃ）に示す回転軸に装着前の実施例の給紙ローラ５１の測定値
部位Ｐ１の伸長率０〜５％
部位Ｐ２の伸長率２〜４％
部位Ｐ３の伸長率３〜５％
部位Ｐ４の伸長率−５〜２％
・図６（ｄ）に示す回転軸に装着後の実施例の給紙ローラ５１の測定値
部位Ｐ１の伸長率０〜５％
部位Ｐ２の伸長率２〜６％
部位Ｐ３の伸長率８〜１０％
部位Ｐ４の伸長率０〜３％
［伸長率の測定の評価］
比較例では、給紙ローラ５２を回転軸９３に装着することで、部位Ｐ３の伸長率の最大値が４０％に達している。従って、ゴムベルト９２に永久伸びが発生する虞があり、また、ゴムベルト９２にオゾンによるクラックが発生する虞がある。

これに対して、実施例の給紙ローラ５１では、回転軸３０への装着前後の両状態について、ゴムベルト３の各部位Ｐ１〜Ｐ４の伸長率が１０％以下になっている。従って、ゴムベルト３に永久伸びの発生の虞はなく、また、ゴムベルト３にオゾンによるクラックが発生する虞もない。
また、実施例では、給紙ローラ５１を回転軸３０に装着する前の状態で、部位Ｐ４の伸長率の最小値が−５であり、部位Ｐ４に、緊張状態にない部分が含まれることを示している。しかし、この部位Ｐ４は、用紙と接しない固定部であり、問題はない。また、この状態においても、搬送部に相当する部位Ｐ１，Ｐ２の伸長率の最小値は、ゼロ以上の値であり、ゴムベルト３が緊張状態で円弧状周面１１に密着していることがわかる。さらに、回転軸３０に装着した状態では、部位Ｐ４の伸長率は、ゼロ以上になり、緊張状態になったことがわかる。
［オゾン試験］
実施例と比較例の給紙ローラ５１，５２をそれぞれ５個製造し、これらにオゾン試験（試験条件：２５℃、オゾン濃度５０ｐｐｍ、９６時間）を実施した。
［オゾン試験の結果］
比較例の給紙ローラ５２の一部（３個）のゴムベルト９２に、ＮＧレベルのクラックが発生した。これに対して、実施例の給紙ローラ５１のゴムベルト３には、ＮＧレベルのクラックの発生は認められなかった。なお、比較例の給紙ローラ５２におけるクラックの発生位置は、部位Ｐ３である。

１ 給紙ローラ
２ コア
２ｃ 中心軸線
３ ゴムベルト
６ 周面部材
７ 支持用リブ
１１ 円弧状周面
１５ 空間
２１ 内周面
２２ 外周面
２３ 所定部位
３０ 回転軸

Claims (4)

1. コアと、このコアに装着されるゴムベルトとを含む非円形の給紙ローラであって、
   前記コアは、中心軸線に対して円弧状をした円弧状周面を有する周面部材と、前記周面
   部材の円弧状周面とは反対側に空間を隔てて設けられ、前記中心軸線に対して対称な位置
   で前記中心軸線と平行に延びる一対の支持用リブとを有し、
   前記ゴムベルトは、前記中心軸線方向に所定の幅を有し、内周面および外周面を備える
   環状ベルトであり、
   前記コアに対して前記ゴムベルトが装着されていて、その際に、前記ゴムベルト内に前記コアの周面部材が挿入され、且つ前記コアの周面部材と支持用リブとの間の前記空間に前記ゴムベルトの一部が嵌められることによって、前記ゴムベルトの前記円弧状周面に接する内周面の一部は、伸長率がゼロ以上の値となって緊張状態で前記円弧状周面に密接して保持され、前記ゴムベルトの前記外周面の所定部位は前記コアの一対の支持用リブに支持され、前記空間内で前記一対の支持用リブ間に掛け渡された態様であることを特徴とする給紙ローラ。
2. 前記一対の支持用リブの間から前記中心軸線位置へ回転軸を嵌合させることによって前
   記給紙ローラは回転軸に取り付けられるようにされており、前記回転軸に取り付けられた状態において、前記回転軸は、前記一対の支持用リブ間に掛け渡された前記ゴムベルトの外周面を前記空間側へ押圧した状態となり、前記ゴムベルトの前記空間に嵌められた部位の伸長率が２５％以下の緊張状態であることを特徴とする請求項１記載の給紙ローラ。
3. 前記ゴムベルトの前記空間に嵌められた部位の伸長率が１０％以下の緊張状態であることを特徴とする請求項２記載の給紙ローラ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の給紙ローラが備えられていることを特徴とする画像形
   成装置。

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