JP6282150B2 - シート搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートを搬送するシート搬送装置、及びそのシート搬送装置を備えた画像形成装置に関するものである。

近年、プリンタや複写機などの画像形成装置で印刷を行う際、目的に応じて多種多様なシートへ出力を行う。多種多様なシートとして、特に梱包材のパッケージに使用する厚紙用紙への要望が大きいが、この用紙の剛性が高く紙詰まりが発生しやすいといった問題がある。そこで、搬送パスの屈曲部の半径Ｒを大きくし、用紙を搬送する時の搬送ガイドからの抵抗を低減する対策や、搬送ローラのニップ圧を大幅に上げて搬送力を大きくする対策などがとられてきた。

更に、多種多様なシートへの要望と合わせて、装置の設置面積の省スペース化や低コスト化の要望も大きいが、搬送パスの屈曲部の半径Ｒを大きくすると装置が大型化し、大幅なコストアップを伴うため現実的でない。そのため、搬送ローラのニップ圧を上げ、搬送力を大きくする対策が多く採用されている。

また、図１０に示すように、画像形成装置本体に対して開閉可能な開閉扉側にある従動ローラ２５３のように、従動ローラ軸２５２に加圧バネ２５６をひっかけて加圧する構成は省スペースおよび低コストであるため、多くの製品で採用されている。

特開平06-144633号公報

しかしながら、図１０に示す構成において、搬送ローラのニップ圧を上げる場合、加圧バネ２５６の長さを長くすることができないため、バネ定数を大きくする。この場合、加圧力Ｆ０方向に対して角度θ０方向に分力ｆ０が発生しているため、更に圧変動が大きくなりやすい。そして、加圧力を大きくしたことで、駆動ローラ２１５のローラ軸２１５ｃの撓みや、開閉ガイド２２１の撓みが増大し、加圧バネ２５６の加圧時の実際の長さが短くなり、バネ定数が大きいことも相まって、必要な加圧力が得られないといった問題が発生する。

図１０に示すように、シートの搬送方向と直交する幅方向の一方側（ここでは奥側）に開閉ヒンジ２２７のある開閉ガイド２２１では、幅方向の一方側（奥側）と他方側（手前側）とでの撓み方が異なる。そのため、幅方向の奥側と手前側での加圧力の差が大きくなり、これによってシートの斜行が発生する。

そこで、本発明の目的は、小型化するとともにバネ定数を小さくすることが可能で、圧変動を抑えてバネ圧を安定させることができるシート搬送装置およびこれを備えた画像形成装置を提供するものである。

上記目的を達成するため、本発明の代表的な構成は、駆動力で回転する搬送ローラと、前記搬送ローラに対向して配置され、前記搬送ローラに従動して回転する従動ローラと、前記搬送ローラと従動ローラとで搬送されるシートを案内する搬送ガイドと、前記従動ローラを前記搬送ローラに向けて加圧するための加圧バネと、前記従動ローラの軸心を中心に回転可能に設けられ、前記加圧バネの加圧力を受けるホルダーと、シート搬送方向と直交する方向で、前記従動ローラを前記搬送ローラと当接又は離間可能に支持する支持部と、を有し、前記ホルダーは前記搬送ガイドに対向して配置された対向部を有し、前記従動ローラが前記搬送ローラから当接している状態では、前記対向部が前記搬送ガイドから離間しており、前記従動ローラが前記搬送ローラから離間した際に、前記対向部が前記搬送ガイドに当接することを特徴とする。

本発明によれば、従動ローラに加圧バネの加圧力を受けるホルダーを設けることで、小型化するとともにバネ定数を小さくすることができ、圧変動を抑えてバネ圧を安定させることができる。更にホルダーが有する対向部が搬送ガイドに当接することで、ホルダーと加圧バネとの摩擦力によりホルダーの対向部が搬送ガイドに沿った略平行な状態を保つことができる。また、圧変動を抑えてバネ圧を安定させることにより、シートの詰まりや斜行を防止することが可能となる。

本発明のシート搬送装置を備えた画像形成装置 本発明のシート搬送装置（開閉ガイドが閉状態）を説明する概略図 本発明のシート搬送装置（開閉ガイドが開状態）を説明する概略図 本発明のシート搬送装置の従動ローラ部を説明する概略断面図 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は本発明のシート搬送装置の駆動ローラ及び従動ローラの状態を説明する概略図 本発明のシート搬送装置の搬送圧変動を説明する概略図 本発明のシート搬送装置の別の実施例を説明する概略図 本発明のシート搬送装置の別の実施例を説明する概略図 本発明のシート搬送装置の別の実施例を説明する概略図 従来のシート搬送装置を説明する概略図

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１を用いて、本実施例に係るシート搬送装置を備えた画像形成装置について説明する。図１は本発明を採用したシート搬送装置を備えた画像形成装置の概略断面図である。

まず原稿は原稿搬送部１２０により読取位置まで自動的に送られ、画像読取部１３０でその画像情報が読み取られる。読み取られた画像情報は、不図示のコントローラにより処理され、処理結果に基づいた信号によって、レーザスキャナユニット１１１からレーザ光が発せられ、感光体ドラム１１２上に静電潜像が形成される。

画像形成装置の下側および右側にはシート給送装置が配置されている。シート給送装置は、装置本体から引き出し可能な収納庫１１と、搬送ベルト２１等を備えたエア給送方式のシート給送機構とを備えている。収納庫１１に収納されたシートはシート給送機構により画像形成部に給送される。

画像形成部では、感光体ドラム上の静電潜像が現像器１１３により現像され、現像された感光ドラム上のトナー画像が、レジスト部１１７において同期が取られたシートに転写部１１８において転写される。さらにシートは定着ローラ対１１４に導かれて、加熱、加圧処理されて定着され、排出される。

次に上記画像形成装置が備えているシート搬送装置としての縦パス搬送ユニット２００について説明する。図２から図５に縦パス搬送ユニット２００の詳細図を示す。図２及び図３は縦パス搬送ユニットの斜視図、図４は従動ローラ部の断面図、図５（ａ）から図５（ｅ）はローラ対の模式図を示している。なお、以下の説明において、奥側、手前側とは、それぞれ、シートの搬送方向と直交する幅方向の一方側、他方側のことである。

図２及び図３に示すように、縦パス搬送ユニット２００は固定ガイドユニット２１０と開閉ガイドユニット２２０とからなり、開閉ヒンジ２２７により固定ガイドユニット２１０に対して開閉ガイドユニット２２０が開閉可能な構成となっている。固定ガイドユニット２１０には、シートを案内する搬送ガイドとしての固定ガイド２１１、手前側及び奥側の位置決めピン２１２、２１３、及び、マグネット２１４が設けられている。開閉ガイドユニット２２０には、シートを案内する搬送ガイドとしての開閉ガイド２２１、取っ手２２２、手前側及び奥側の位置決め用の軸受２２３、２２４、マグネット吸着部２２５、ガイド突き当て部２２６、及び、従動ローラ部２３０が設けられている。

このように、本実施例では、一方のローラ（ここでは駆動ローラ２１５）を固定ガイドユニットに設け、前記一方のローラに対向する他方のローラ（ここでは従動ローラ部２３０の従動ローラ２３３）を開閉ガイドユニットに設けている。これにより、固定ガイドユニットに対して開閉ガイドユニットを開閉することで、従動ローラ２３３と駆動ローラ２１５とを当接または離間可能な構成としている。

図２に示すように開閉ガイドユニット２２０が閉じられると、手前側及び奥側の位置決めピン２１２、２１３と手前側及び奥側の位置決め用軸受２２３、２２４とにより固定ガイドユニット２１０に対する開閉ガイド２２１の上下方向（シート搬送方向）の位置が決まる。さらに、マグネット２１４とマグネット吸着部２２５とにより、開閉ガイド２２１が固定ガイドユニット２１０に対して固定される。このとき、ガイド突き当て部２２６は固定ガイド２１１に突き当てられるようにマグネット２１４の位置が調整される。

また、固定ガイドユニット２１０には、金属軸２１５ｃ上に２つのゴム部２１５ａ、２１５ｂを有する搬送ローラとしての駆動ローラ２１５が設けられ、駆動ローラ２１５は固定ガイドユニット２１０に回転駆動可能に支持されている。駆動ローラ２１５は、不図示の駆動モータ（駆動源）からの駆動力により回転される。

図４に示すように、開閉ガイドユニット２２０の従動ローラ部２３０には、従動ローラ軸２３２に従動ローラ２３３がベアリング２３４により回転可能に支持されている。従動ローラ軸２３２は、フレームに形成されているＵ溝又は長穴に嵌合している軸受２３１により、シート搬送方向と直交する方向で従動ローラ２３３が駆動ローラ２１５に当接又は離間する方向に移動可能に支持されている。従動ローラ２３３の従動ローラ軸２３２には、前記加圧バネ２３６の加圧力を受けるバネホルダー２３５が回転可能に支持されている。加圧バネ２３６は、本実施例ではコイルスプリングであり、その両端はバネ掛部２３７に取り付けられ、コイル部分はバネホルダー２３５に部分的に巻き付くように取り付けられている。したがって、従動ローラ２３３は、前記加圧バネ２３６により前記バネホルダー２３５を介して駆動ローラ（加圧方向）に向けて加圧される。従動ローラ２３３は、駆動ローラ２１５に対向して配置され、加圧バネ２３６により加圧されて駆動ローラ２１５に圧接した状態では、駆動ローラ２１５に従動して回転可能である。軸受２３１は、従動ローラ２３３を駆動ローラ２１５に当接又は離間する方向に移動可能に支持し、従動ローラ２３３のシート搬送方向への移動を規制する支持部として機能する。なお、本実施例では、バネホルダー２３５を従動ローラ軸２３２に回転可能に支持させた構成を示したが、バネホルダー２３５を従動ローラ２３３に回転可能に支持させてもよい。すなわち、バネホルダー２３５は、従動ローラ２３３の軸心Ｘを中心に回転可能に設けられていればよい。

図６には従来の加圧バネ２５６に対して本実施例での加圧バネ２３６を用いた場合の従動ローラの位置変動に対する加圧力変動を示している。図１０はガイドに対する従来の駆動ローラと従動ローラの位置を示している。図５（ａ）はガイドに対する理想的な駆動ローラと従動ローラの位置を示している。

従動ローラ軸２５２を加圧バネ２５６で加圧する従来の構成に比べて、本実施例では従動ローラ軸２３２にバネホルダー２３５を回転可能に設けて、このバネホルダー２３５が加圧バネ２３６の加圧力を受けて、従動ローラ２３３を駆動ローラ側に加圧している。そのため、駆動ローラとのニップ圧を上げる場合、従来の構成に比べて、前述のバネホルダー２３５によりバネ長さを大きくすることができるため、バネ定数を小さくできる。更に、加圧力Ｆ０方向に対して従来の角度θ０よりも小さい角度θ方向に分力が発生し、その分力は従来の分力ｆ０よりも小さい分力ｆとなるため、駆動ローラとのニップ圧の圧変動を抑制することが可能となる。また、バネホルダー２３５が軸受２３１へ影響を及ぼさないため、加圧方向への摩擦抵抗の変動が発生せず加圧力が安定する。

図５（ｂ）は駆動ローラ２１５が従動ローラ部２３０側へ寄って加圧バネ２３６が伸び、加圧力が増大する場合を示している。図６よりこの時のズレ量ΔＤ１とすると、従来の加圧バネ２５６の加圧力のズレ量ΔＦ１に対して、本実施例の加圧バネ２３６の加圧力のズレ量Δｆ１は大幅に減少していることがわかる。

また、図５（ｃ）は反対に駆動ローラ軸２１５ｃの撓みなどにより駆動ローラ２１５が従動ローラ部２３０から遠ざかる側へズレ、加圧バネ２３６が縮み、加圧力が減少する場合を示している。図６よりこの時のズレ量ΔＤ２とすると、従来の加圧バネ２５６の加圧力のズレ量ΔＦ２に対して、本実施例の加圧バネ２３６の加圧力のズレ量Δｆ２は大幅に減少していることがわかる。

更に、バネホルダー２３５は図５（ａ）に示す通り、開閉ガイド２２１に対向する平面状の対向部２３５ａ、バネ掛け部の逃面２３５ｂ、加圧バネ２３６の加圧力を受ける円弧状に形成されたバネ受け部２３５ｃを有する。バネホルダー２３５において、対向部２３５ａは、回転中心（軸２３２）を介して円弧状部であるバネ受け部２３５ｃとは反対側に、開閉ガイド２２１に対向して設けられている。ここでは、対向部２３５ａは、対向する開閉ガイド２２１の裏面（シートを案内するガイド面の裏側の面）に沿った平面であり、開閉ガイド２２１の裏面と略平行な面で形成されている。バネホルダー２３５は、バネホルダー２３５の回転中心からシート搬送方向への逃面２３５ｂまでの第１の寸法２３５ｄ、回転中心からシート搬送方向と直交する方向（加圧方向）へのバネ受け部２３５ｃ周面の頂点までの第２の寸法２３５ｅとすると、『２３５ｅ＞２３５ｄ』の寸法関係にある。

図５（ｄ）はシート詰まり（シートジャム）などが生じてバネホルダー２３５が矢印Ａ方向に回転してしまった状態を示している。この状態から、図５（ｅ）に示すように矢印Ｂ方向に開閉ガイド２２１を開くと、従動ローラ２３３が駆動ローラから離間される。その際に、加圧バネ２３６によりバネホルダー２３５が駆動ローラ側へ押し付けられ、対向部２３５ａが開閉ガイド２２１に対して矢印Ａ´方向に回転して揃う。そして、図５（ｅ）に示す状態から再度開閉ガイド２２１を閉じると、図５（ａ）に示すようにバネホルダー２３５と加圧バネ２３６との摩擦力により対向部２３５ａが開閉ガイド２２１に略平行を保ったまま加圧状態となる。

以上のように、従動ローラ２３３に加圧バネ２３６の加圧力を受けるバネホルダー２３５を設けることで、小型化するとともに加圧バネ２３６のバネ定数を小さくすることができ、圧変動を抑えてバネ圧を安定させることができる。また、圧変動の少ないこの構成により、シートの詰まりや斜行を防止し、開閉ガイドの操作性も改善することができる。更にバネホルダー２３５が有する対向部２３５ａが開閉ガイド２２１に当接することで、バネホルダー２３５と加圧バネ２３６との摩擦力によりバネホルダー２３５の対向部２３５ａが開閉ガイド２２１に沿った略平行な状態を保つことができる。

上述した実施例では、バネホルダー２３５の開閉ガイド２２１に対向する平面部分を対向部としたが、これに限定されるものではない。例えば、対向部として、図７に示すように、開閉ガイド２２１に当接する２つの突起部２３５ｆを設けてもかまわない。この突起部２３５ｆの数は２つに限定されるものではなく、少なくとも２つあればよく、３つ以上の場合には、各突起部の先端が開閉ガイド２２１に当接するように形成すればよい。すなわち、開閉ガイド２２１が開くときに、図５（ｄ）の状態になっている場合に、突起部２３５ｆが開閉ガイド２２１に当接して、図５（ｅ）の状態に戻るように構成されていればよい。更にはバネホルダー２３５の回転中心からシート搬送方向への周面までの第１の寸法２３５ｄ、回転中心から加圧方向への周面までの第２の寸法２３５ｅの寸法関係『２３５ｅ＞２３５ｄ』を大幅に変更することで、更にバネ定数を小さくすることも可能となる。更に、加圧力Ｆ０方向に対して従来の角度θ０よりも小さい角度θ′方向に分力が発生し、従来の分力ｆ０よりも小さい分力ｆ′となるため、圧変動を大幅に抑制することができる。

また上述した実施例では、開閉ガイドユニット２２０を例示して説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、固定ガイドユニットに対して着脱可能な着脱ガイドユニット２６０を固定ビス２６２で締結する構成の搬送ユニット（シート搬送装置）にも適応できる。この着脱ガイドユニット２６０は、上述した実施例と同様の構成の従動ローラ部２３０を有している。着脱ガイドユニット２６０には、着脱ガイド２６１に従動ローラ部２３０の対向部２３５ａが対向するように組み付けられている。この場合、サービスマンが着脱ガイドユニット２６０を組み付ける前は、図５（ｅ）の状態、すなわちバネホルダー２３５の対向する対向部２３５ａが着脱ガイド２６１に対して密着して揃っている。着脱ガイドユニット２６０をビス固定すると、図５（ａ）の状態、すなわちバネホルダー２３５と加圧バネ２３６との摩擦力により対向部２３５ａが着脱ガイド２６１に略平行を保ったまま加圧状態となる。このため、本実施例においても、上述した実施例と同様の効果が得られる。

また上述した実施例では、開閉ガイド側が動く構成で説明したが、図９に示すように駆動ローラ側が動く構成にも適用することができる。駆動ローラ３００は、駆動ローラ軸３０１、従動ローラと対向する周面となるローラ搬送面３０２、ローラ搬送面３０２の一部に設けられた切欠部３０３を有する。図９（ａ）に示すように駆動ローラ３００の切欠部３０３に従動ローラ部２３０が対峙しているときは、従動ローラ部２３０が駆動ローラ３００側に加圧されている。そのため、バネホルダー２３５の対向部２３５ａが開閉ガイド２２１に対して密着して揃う。一方、図９（ｂ）に示すように駆動ローラ３００が矢印Ｃ方向に回転すると、ローラ搬送面３０２により従動ローラ部２３０が加圧方向とは反対側に押し上げられ、バネホルダー２３５と加圧バネ２３６との摩擦力により対向部２３５ａが開閉ガイド２２１に略平行を保ったまま加圧状態となる。このため、本実施例においても、上述した実施例と同様の効果が得られる。

また上述した実施例では、画像形成装置として複写機を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばスキャナ、プリンタ、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられるシート搬送装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

また上述した実施例では、画像形成装置が備えているシート搬送装置としての縦パス搬送ユニット２００を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像形成装置が備えているその他のシート搬送装置に適用しても本発明は有効である。

また上述した実施例では、記録対象としての記録紙等のシートを搬送するシート搬送装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、読取対象としての原稿等のシートを搬送するシート搬送装置に適用しても同様の効果を得ることができる。

２００ …縦パス搬送ユニット
２１０ …固定ガイドユニット
２１１ …固定ガイド
２１２，２１３ …位置決めピン
２１４ …マグネット
２１５ …駆動ローラ
２１５ａ，２１５ｂ …ゴム部
２１５ｃ …金属軸
２２０ …開閉ガイドユニット
２２１ …開閉ガイド
２２２ …取っ手
２２３，２２４ …軸受
２２５ …マグネット吸着部
２２６ …ガイド突き当て部
２２７ …開閉ヒンジ
２３１ …軸受
２３２ …従動ローラ軸
２３３ …従動ローラ
２３４ …ベアリング
２３５ …バネホルダー
２３５ａ …対向部
２３５ｂ …逃面
２３５ｃ …バネ掛け部
２３５ｆ …突起部
２３６ …加圧バネ
２３７ …バネ掛部
２６０ …着脱ガイドユニット
２６１ …着脱ガイド
３００ …駆動ローラ
３０１ …駆動ローラ軸
３０２ …ローラ搬送面
３０３ …切欠部

Claims (13)

1. 駆動力で回転する搬送ローラと、
   前記搬送ローラに対向して配置され、前記搬送ローラに従動して回転する従動ローラと、
   前記搬送ローラと従動ローラとで搬送されるシートを案内する搬送ガイドと、
   前記従動ローラを前記搬送ローラに向けて加圧するための加圧バネと、
   前記従動ローラの軸心を中心に回転可能に設けられ、前記加圧バネの加圧力を受けるホルダーと、
   シート搬送方向と直交する方向で、前記従動ローラを前記搬送ローラと当接又は離間可能に支持する支持部と、を有し、
   前記ホルダーは前記搬送ガイドに対向して配置された対向部を有し、前記従動ローラが前記搬送ローラから当接している状態では、前記対向部が前記搬送ガイドから離間しており、前記従動ローラが前記搬送ローラから離間した際に、前記対向部が前記搬送ガイドに当接することを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記ホルダーが有する前記対向部は、前記搬送ガイドに当接する平面で構成されることを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
3. 前記ホルダーが有する前記対向部は、前記搬送ガイドに当接する少なくとも２つの突起部を有することを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
4. 前記ホルダーは、回転中心からシート搬送方向への第１の寸法より、回転中心からシート搬送方向と直交する方向への第２の寸法が大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
5. 前記加圧バネはコイルスプリングであり、前記コイルスプリングのコイル部分が前記ホルダーに部分的に巻き付くように設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
6. 前記搬送ガイドは、前記搬送ローラが設けられた固定ガイドと、前記従動ローラが設けられ、前記固定ガイドに対して開閉可能に設けられた開閉ガイドと、を有し、
   前記固定ガイドに対して前記開閉ガイドを開くことで、前記従動ローラが前記搬送ローラから離間することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
7. 前記搬送ガイドは、前記搬送ローラが設けられた固定ガイドと、前記従動ローラが設けられ、前記固定ガイドに対して着脱可能に設けられた着脱ガイドと、を有し、
   前記固定ガイドに対して前記着脱ガイドを開くことで、前記従動ローラが前記搬送ローラから離間することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
8. 前記搬送ローラは、前記従動ローラと対向する周面に切欠部を有し、
   前記搬送ローラを回転させて前記切欠部が前記従動ローラに対向することで、前記従動ローラが前記搬送ローラから離間することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
9. 駆動力で回転する搬送ローラと、
   前記搬送ローラに対向して配置され、前記搬送ローラに従動して回転する従動ローラと、
   前記搬送ローラと従動ローラとで搬送されるシートを案内する搬送ガイドと、
   シート搬送方向と直交する方向で、前記従動ローラを前記搬送ローラと当接又は離間可能に支持する支持部と、
   前記従動ローラを前記搬送ローラに向けて加圧するための加圧手段と、を備え、
   前記加圧手段は、
   前記従動ローラの軸心を中心に回転可能に設けられ、前記従動ローラが前記搬送ローラに当接した状態では前記搬送ガイドと離間し、前記従動ローラが前記搬送ローラから離間した状態では前記搬送ガイドと当接する対向部が形成され、前記対向部と反対側に円弧状部が形成されたホルダーと、
   両端が前記搬送ガイドに取り付けられ、コイル部分が前記ホルダーの前記円弧状部に部分的に巻き付くように設けられたコイルスプリングと、を有することを特徴とするシート搬送装置。
10. 前記ホルダーが有する前記対向部は、前記搬送ガイドに当接する平面で構成されることを特徴とする請求項９に記載のシート搬送装置。
11. 前記ホルダーが有する前記対向部は、前記搬送ガイドに当接する少なくとも２つの突起部を有することを特徴とする請求項９に記載のシート搬送装置。
12. 前記ホルダーは、回転中心からシート搬送方向への第１の寸法より、回転中心から前記円弧状部の頂点への第２の寸法が大きいことを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
13. シートを搬送する請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のシート搬送装置と、
    シートに画像を形成する画像形成部と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。

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