JP6347145B2

JP6347145B2 - 回転軸のトルク調整機構、および用紙搬送装置

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Description

この発明は、回転軸のトルク調整機構（以下、単に「トルク調整機構」という場合もある。）、および用紙搬送装置に関するものである。

デジタル複合機等に代表される画像処理装置には、画像を形成する画像形成部と共に、印刷する用紙を搬送する用紙搬送装置が設けられている。用紙搬送装置は、用紙の搬送の駆動源となるモーター、用紙と接触して用紙を搬送する複数の搬送ローラー、および用紙の搬送のタイミングを合わせるクラッチ等を備える。モーターは、回転軸を介して搬送ローラーを回転させ、この搬送ローラーの回転により用紙を搬送する。クラッチは、連結によってモーターからの動力を回転軸に伝達させたり、解放によって回転軸への動力の伝達を遮断したりする。クラッチは、タイミングを見計らってモーターからの動力を回転軸に伝達させ、適切なタイミングで画像形成部に用紙を搬送する。

ここで、ばねを用いたばねクラッチに関する技術が、特開２００５−３２１０４５号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１によると、ばねクラッチにおいて、コイルばねの自由端側に拡径制限手段を設け、これにより高負荷トルク時において外輪を空転させるリミッタ機能を付与することとしている。

特開２００５−３２１０４５号公報

クラッチの駆動が高頻度に行われる場合、クラッチおよびその周辺の部分について、発熱により温度が上昇することとなる。そうすると、温度の上昇が要因となり、回転軸を回転させるトルクが上昇し過ぎて、結果としてクラッチの寿命が短くなったり、クラッチの連結時間、および解放時間のばらつき等を引き起こすおそれがある。

ここで、回転軸に一定以上のトルクが付加された場合に備え、特許文献１に示すような回転軸を空回りさせるトルクリミッタ機構を設ける場合がある。しかし、このようなトルクリミッタによっても、温度上昇による上記不具合を解消できないおそれがある。

また、クラッチを安定して駆動させるためには、クラッチには、ある程度のトルクを付加する必要がある。すなわち、トルクをある範囲内に調整する必要がある。ある程度のトルクを発生させるためにブレーキを設ける場合が多いが、このブレーキによっても、熱が発生しやすい状況となる。

この発明の目的は、ある程度のトルクを回転軸に付加すると共に、高温時も適切に回転軸のトルクを調整することができる回転軸のトルク調整機構を提供することである。

この発明の他の目的は、より的確に用紙を搬送することができる用紙搬送装置を提供することである。

この発明に係る回転軸のトルク調整機構は、回転軸のトルクを調整する回転軸のトルク調整機構であって、回転軸と、回転軸の外径側に配置され、回転軸に固定されており、回転軸と共に回転する樹脂製の中間部材と、その内方側に中間部材が配置される金属製のコイルばねと、コイルばねの少なくとも一方側の端部の移動を規制する移動規制手段とを備える。第一の温度未満では、中間部材はコイルばねに対して摺動し、第一の温度以上では、熱膨張により中間部材の外径面はコイルばねの内径面を押圧する。移動規制手段は、コイルばねの一方端部を係合可能な溝部が設けられた固定部材を含む。固定部材は、３枚の平板状部材をそれぞれ垂直となるよう端部同士を繋ぎ合わせたコの字状の形状である。溝部は、固定部材のうち、中央に位置する平板状部材に設けられている。コイルばねの一方側の端部は、コイルばねの外方側に突出した形状であって、コイルばねの長手方向に延びるように、コイルばねの巻き方向に対して垂直な方向に折り曲げられている。溝部は、端部の周方向の移動および径方向の移動を規制するよう円弧状に設けられている。

このような回転軸のトルク調整機構によると、コイルばねの少なくとも一方側の端部は、移動が規制されているため、第一の温度未満であれば、回転軸と共に回転する中間部材とコイルばねとが摺動し、ある程度のトルクを回転軸に付加することができる。また、第一の温度以上であれば、熱膨張により樹脂製の中間部材の外径面がコイルばねの内径面を押圧して、コイルばねを回転させようとする。この場合、コイルばねの少なくとも一方側の端部は、移動が規制されているため、コイルばねの巻き方向やねじり量、締め付け力に応じて、トルクの増加やトルクの減少を図ることができる。したがって、このような回転軸のトルク調整機構によると、ある程度のトルクを回転軸に付加すると共に、高温時も適切に回転軸のトルクを調整することができる。

この発明の他の局面においては、用紙搬送装置は、紙を搬送する搬送ローラーと、前記搬送ローラーを回転させる回転軸と、前記回転軸の外径側に配置され、前記回転軸に固定されており、前記回転軸と共に回転する樹脂製の中間部材と、その内方側に前記中間部材が配置される金属製のコイルばねと、前記コイルばねの少なくとも一方側の端部の移動を規制する移動規制手段とを備え、第一の温度未満では、前記中間部材は前記コイルばねに対して摺動し、前記第一の温度以上では、熱膨張により前記中間部材の外径面は前記コイルばねの内径面を押圧する。移動規制手段は、コイルばねの一方端部を係合可能な溝部が設けられた固定部材を含む。固定部材は、３枚の平板状部材をそれぞれ垂直となるよう端部同士を繋ぎ合わせたコの字状の形状である。溝部は、固定部材のうち、中央に位置する平板状部材に設けられている。コイルばねの一方側の端部は、コイルばねの外方側に突出した形状であって、コイルばねの長手方向に延びるように、コイルばねの巻き方向に対して垂直な方向に折り曲げられている。溝部は、端部の周方向の移動および径方向の移動を規制するよう円弧状に設けられている。

このような用紙搬送装置は、より的確に用紙を搬送することができる。

また、このような用紙搬送装置は、より的確に用紙を搬送することができる。

この発明の一実施形態に係る用紙搬送装置を備える画像処理装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の外観を示す概略斜視図である。この発明の一実施形態に係る用紙搬送装置を備える画像処理装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の構成を示すブロック図である。用紙搬送装置の一部を示す外観図である。図３に示す用紙搬送装置の一部を、図３中の矢印Ｄ_１の方向で示す後述の回転軸の軸線方向の一方側から見た外観図である。図３に示す用紙搬送装置の一部を、図３中の矢印Ｄ_１と逆の方向で示す回転軸の軸線方向の他方側から見た外観図であり、後述する角ばねの一方側の端部が溝部の一方側の端面まで移動した状態を示す。図３に示す用紙搬送装置の一部の断面図であり、図３中のＶＩ−ＶＩで示す面で切断した場合の断面図である。図３に示す用紙搬送装置の一部の断面図であり、図３中のＶＩＩ−ＶＩＩで示す面で切断した場合の断面図である。中間部材の斜視図である。コイルばねの斜視図である。図３に示す用紙搬送装置の一部を、図３中の矢印Ｄ_１と逆の方向で示す回転軸の軸線方向の他方側から見た外観図であり、角ばねの一方側の端部が溝部の他方側の端面まで移動した状態を示す。

以下、この発明の実施の形態を説明する。まず、この発明の一実施形態に係る用紙搬送装置を備える画像処理装置の構成について説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る用紙搬送装置を備える画像処理装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の外観を示す概略斜視図である。図２は、この発明の一実施形態に係る用紙搬送装置を備える画像処理装置をデジタル複合機に適用した場合のデジタル複合機の構成を示すブロック図である。

図１および図２を参照して、画像処理装置としてのデジタル複合機１１は、デジタル複合機１１全体の制御を行う制御部１２と、デジタル複合機１１側から発信する情報やユーザーの入力内容を表示する表示画面２１を含み、印刷部数や階調性等の画像形成の条件や電源のオンオフを入力させる操作部１３と、セットされた原稿を自動的に読み取り部へ搬送するＡＤＦ（ＡｕｔｏＤｏｃｕｍｅｎｔＦｅｅｄｅｒ）２２を含み、原稿の画像を読み取る画像読み取り部１４と、トナーを用いて現像を行う現像器２３を含み、読み取った画像やネットワーク２５を介して送信された画像データを基に画像を形成する画像形成部１５と、送信された画像データや入力された画像形成条件等の格納を行う格納手段としてのハードディスク１６と、公衆回線２４に接続されており、ファクシミリ送信やファクシミリ受信を行うファクシミリ通信部１７と、ネットワーク２５と接続するためのネットワークインターフェース部１８と、複数の用紙を収納する給紙カセット２８を含み、トナーによって形成された可視化像を転写する用紙を画像形成部１５等に搬送する用紙搬送装置３１とを備える。なお、デジタル複合機１１は、画像データの書き出しや読み出しを行うＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等を備えるが、これらについては、図示および説明を省略する。また、図２中の矢印は、制御信号や制御、画像に関するデータの流れを示している。なお、用紙搬送装置３１の制御についても、デジタル複合機１１に備えられる制御部１２で行っている。

デジタル複合機１１は、画像読み取り部１４により読み取られた原稿を用いて画像形成部１５において画像を形成することにより、複写機として作動する。また、デジタル複合機１１は、ネットワークインターフェース部１８を通じて、ネットワーク２５に接続されたコンピューター２６ａ、２６ｂ、２６ｃから送信された画像データを用いて、画像形成部１５において画像を形成することにより、プリンターとして作動する。すなわち、画像形成部１５は、要求された画像を印刷する印刷手段として作動する。また、デジタル複合機１１は、ファクシミリ通信部１７を通じて、公衆回線２４から送信された画像データを用いて、ＤＲＡＭを介して画像形成部１５において画像を形成することにより、また、画像読み取り部１４により読み取られた原稿の画像データを、ファクシミリ通信部１７を通じて公衆回線２４に画像データを送信することにより、ファクシミリ装置として作動する。すなわち、デジタル複合機１１は、画像処理に関し、複写機能、プリンター機能、ファクシミリ機能等、複数の機能を有する。さらに、各機能に対しても、詳細に設定可能な機能を有する。

また、デジタル複合機１１を含む画像処理システム２７は、デジタル複合機１１と、複数のコンピューター２６ａ、２６ｂ、２６ｃとを備える。具体的には、画像処理システム２７は、上記した構成のデジタル複合機１１と、ネットワーク２５を介してデジタル複合機１１に接続される複数のコンピューター２６ａ、２６ｂ、２６ｃとを備える。この実施形態においては、複数のコンピューター２６ａ〜２６ｃについては、３台示している。各コンピューター２６ａ〜２６ｃはそれぞれ、デジタル複合機１１に対して、ネットワーク２５を介して印刷要求を行って印刷をすることができる。デジタル複合機１１とコンピューター２６ａ〜２６ｃとは、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）ケーブル等を用いて有線で接続されていてもよいし、無線で接続されていてもよく、ネットワーク２５内には、他のデジタル複合機やサーバーが接続されている構成でもよい。

次に、この発明の一実施形態に係る用紙搬送装置３１の構成について説明する。図３は、用紙搬送装置３１の一部を示す外観図である。図３は、用紙搬送装置３１をいわゆる横側から見た場合に相当する。図４は、図３に示す用紙搬送装置３１の一部を、図３中の矢印Ｄ_１の方向で示す後述の回転軸の軸線方向の一方側から見た外観図である。図４は、後述する側板を後述する搬送ローラー側から見た図に相当する。図５は、図３に示す用紙搬送装置３１の一部を、図３中の矢印Ｄ_１と逆の方向で示す回転軸の軸線方向の他方側から見た外観図である。図５は、後述する固定部材を後述するモーター側から見た図に相当する。図６および図７は、図３に示す用紙搬送装置３１の一部の断面図である。図６は、図３中のＶＩ−ＶＩで示す面で切断した場合の断面図であり、図７は、図３中のＶＩＩ−ＶＩＩで示す面で切断した場合の断面図である。なお、これら図３〜図７に示す状態は、いわゆる常温状態を示し、後述する第一の温度未満の状態である。

図１〜図７を参照して、この発明の一実施形態に係る用紙搬送装置３１は、回転軸３２と、回転軸３２を回転させる駆動源としての二点鎖線で示すモーター３３と、モーター３３の駆動により回転される二点鎖線で示す搬送ローラー３４と、モーター３３および搬送ローラー３４の間に介在する電磁クラッチ３５と、複数の用紙を収納する給紙カセット２８とを含む。回転軸３２は、真っ直ぐに延びる丸棒状であって、金属製である。なお、理解の容易の観点から、回転軸３２の一部の図示を省略している。回転軸３２の外径は、図３中の長さＬ_１で示される。回転軸３２は、モーター３３により、図３中の矢印Ｄ_２で示す方向に回転する。回転軸３２の回転の中心３７は、図３中の一点鎖線で示される。駆動源となるモーター３３が配置される側が入力側となり、搬送ローラー３４が配置される側が出力側となる。なお、搬送ローラー３４については、用紙搬送装置３１に複数含まれており、デジタル複合機１１の随所に設けられている。

用紙搬送装置３１は、画像形成の要求に応じて、給紙カセット２８に収納された用紙を順次画像形成部１５に搬送する。用紙搬送装置３１は、画像形成部１５において形成された画像を用紙に転写された後、デジタル複合機１１外、具体的には、デジタル複合機１１に設けられた用紙排出部３６に排出するよう用紙を搬送する。用紙搬送装置３１は、モーター３３の駆動により回転軸３２を回転させて搬送ローラー３４を回転させ、用紙を一方方向に送るようにして用紙を搬送する。モーター３３と回転軸３２との間に設けられた電磁クラッチ３５は、電源のオン、すなわち、電磁クラッチ３５への電力の投入により、モーター３３と回転軸３２とを連結し、モーター３３からの動力を回転軸３２に伝達させる。また、電磁クラッチ３５は、電源のオフ、すなわち、電磁クラッチ３５へ投入される電力の遮断により、モーター３３と回転軸３２との連結を解放し、回転軸３２への動力の伝達を遮断する。この電磁クラッチ３５の電源のオンオフにより画像形成部１５等への用紙の搬送のタイミングを合わせる。

用紙搬送装置３１は、回転軸３２のトルクを調整する回転軸３２のトルク調整機構４１を含む。トルク調整機構４１は、回転軸３２と、回転軸３２の外径側に配置され、回転軸３２に固定されており、回転軸３２と共に回転する中間部材４２を備える。図８は、中間部材４２の斜視図である。図８等を参照して、中間部材４２は、所定の肉厚を有する円筒状である。長さＬ_２で示す中間部材４２の内径は、長さＬ_１で示す回転軸３２の外径とほぼ等しく構成されている。なお、長さＬ_３で中間部材４２の外径を示す。中間部材４２の両端面４３ａ、４３ｂは、平らに構成されている。円筒状の中間部材４２の長手方向の長さは、図８中の端面４３ａ、４３ｂ間の長さＬ_４で示される。中間部材４２は、回転軸３２の外径側に配置される。中間部材４２は、回転軸３２に固定されている。この場合、中間部材４２の内径面４４は、接着剤により回転軸３２の外径面３８の一部に接着され、固定されている。

中間部材４２は、樹脂製である。具体的には、中間部材４２の材質は、ＰＯＭ（Ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ（ポリオキシメチレン））である。ＰＯＭは、ポリアセタールとも呼ばれるものである。なお、このＰＯＭの線膨張係数は、９×１０^−５／℃である。

トルク調整機構４１は、コイルばねの一種である角ばね４６を備える。図９は、角ばね４６の斜視図である。図９等を参照して、角ばね４６は、断面が四角形状の細長い棒状の部材を、所定の内径となるようにらせん状に折り曲げるようにして製造されている。角ばね４６の巻き方向は、図９中の矢印Ｄ_３で示される方向である。角ばね４６の内径は、長さＬ_５で示される。長さＬ_５で示す角ばね４６の内径は、長さＬ_３で示す中間部材４２の外径とほぼ等しく構成されている。

角ばね４６の両端部４７ａ、４７ｂはそれぞれ、角ばね４６の外方側に突出した形状である。すなわち、両端部４７ａ、４７ｂはそのまま巻き方向に延びる形状ではなく、長手方向に延びるように、それぞれ巻き方向に対して垂直な方向に折り曲げられた構成である。なお、両端部４７ａ、４７ｂを除いた角ばね４６の長手方向の長さは、図９中の長さＬ_６で示される。

角ばね４６は、金属製である。具体的には、角ばね４６の材質は、ＳＷＰ−Ｂである。なお、このＳＷＰ−Ｂの線膨張係数は、１１×１０^−６／℃である。

角ばね４６の内方側に中間部材４２が配置される。具体的には、角ばね４６の内径面４８の内側に、円筒状の中間部材４２、および回転軸３２の一部が配置される。第一の温度としての常温において、角ばね４６の内径面４８と中間部材４２の外径面４５とが、軽く接触するように設けられている。

トルク調整機構４１は、角ばね４６の両端部４７ａ、４７ｂの移動を規制する移動規制手段５１を備える。具体的には、移動規制手段５１は、角ばね４６の両端部４７ａ、４７ｂの巻き方向である周方向の移動を規制する。この場合、移動規制手段５１は、側板５２および固定部材５６を含む構成である。

側板５２は、薄い平板状の部材であって、デジタル複合機１１の内部の枠体の一部を構成する。側板５２には、回転軸３２を挿通させる挿通孔５３が設けられている。挿通孔５３の径は、長さＬ_１で示す回転軸３２の外径とほぼ等しく構成されている。側板５２には、角ばね４６の一方側の端部４７ａを係合させる係合孔５４が設けられている。係合孔５４は、角ばね４６の一方側の端部４７ａと係合する形状に開口するように設けられている。すなわち、その輪郭が四角形状となるよう側板５２を貫通するように設けられている。この係合孔５４に角ばね４６の一方側の端部４７ａを係合することにより、端部４７ａの周方向の移動が規制される。この場合、端部４７ａの径方向の移動も規制される。

固定部材５６は、上側から見た場合に、平板状の部材を断面がコの字状となるように折り曲げた部材である。すなわち、固定部材５６は、３枚の平板状部材５７ａ、５７ｂ、５７ｃをそれぞれ垂直となるよう端部同士を繋ぎ合わせた形状である。固定部材５６のうち、中央に位置する平板状部材５７ｂの中央領域に、回転軸３２を挿通させる挿通孔５８が設けられている。挿通孔５８の径についても、長さＬ_１で示す回転軸３２の外径とほぼ等しく構成されている。なお、平板状部材５７ａ、５７ｃのうち、平板状部材５７ｂと連なっていない側の端部５９ａ、５９ｃはそれぞれ、固定部材５６の取り付け用に平板状部材５７ｂが位置する側と逆の方向に垂直に折り曲げられている。

固定部材５６には、角ばね４６の他方側の端部４７ｂを係合させる溝部６１が設けられている。溝部６１は、固定部材５６のうち、中央に位置する平板状部材５７ｂに設けられている。溝部６１は、具体的には、角ばね４６の他方側の端部４７ｂと係合する形状、すなわち、その輪郭が四角形状となるよう貫通孔を、回転軸３２の中心を中心とし、角ばね４６の内径を半径として円弧状に開口するように設けられている。円弧状に設けられた溝部６１の一方側の周方向の端面６２ａと溝部６１の他方側の周方向の端面６２ｂとのなす角度Ａ_１は、おおよそ４５度程度である。溝部６１と端部４７ｂとの係合については、ある程度のトルクがかからないと溝部６１に係合された端部４７ｂが周方向に移動しない程度に嵌め合って係合されている。端部４７ｂは、溝部６１の端面６２ａ、６２ｂ間において、周方向の移動が規制される。すなわち、端部４７ｂが移動できる周方向の範囲は、溝部６１の端面６２ａ、６２ｂ間である。また、端部４７ｂは溝部６１により、径方向の移動も規制される。

固定部材５６は、垂直に折り曲げられた２つの平板状部材５７ａ、５７ｃのそれぞれの端部５９ａ、５９ｃを側板５２に固定することにより、側板５２に取り付けられている。この場合、平板状部材５７ｂに設けられた挿通孔５８の位置を、側板５２に設けられた挿通孔５３に対向させるようにして取り付けられる。側板５２への取り付けは、図示しないビスやボルト等を用いて行われる。この場合、図３に示す上側からみた状態において、側板５２と平板状部材５７ｂとがおよそ平行となるように取り付けられる。

回転軸３２は、側板５２に設けられた挿通孔５３および固定部材５６の平板状部材５７ｂに設けられた挿通孔５８を挿通するようにして用紙搬送装置３１に取り付けられる。回転軸３２に固定された中間部材４２は、固定部材５６の内方側、具体的には、平板状部材５７ａ〜５７ｃと側板５２とによって囲まれた領域に配置される。角ばね４６についても、平板状部材５７ａ〜５７ｃと側板５２とによって囲まれた領域に配置される。角ばね４６は、中間部材４２の外径側に配置される。角ばね４６は、一方側の端部４７ａを側板５２に設けられた係合孔５４に係合させ、他方側の端部４７ｂを平板状部材５７ｂに設けられた溝部６１に係合させることにより取り付けられる。角ばね４６の外径面４９と平板状部材５７ａ、５７ｃとは接触せず、間隔を開けて設けられる。

ここで、トルク調整機構４１は、第一の温度未満では、中間部材４２が角ばね４６に対して摺動するよう構成されている。また、トルク調整機構４１は、第一の温度以上では、熱膨張により中間部材４２の外径面４５が角ばね４６の内径面４８を押圧するよう構成されている。

次に、高温時にトルクを増加させて調整するよう構成する場合について説明する。まず、第一の温度未満であった場合、例えば、２５℃程度の常温であった場合について説明する。図７等を参照して、第一の温度未満であった場合において、電磁クラッチ３５がオンされ、モーター３３からの動力が回転軸３２に伝達され、回転軸３２が矢印Ｄ_２の方向に回転すると、これに合わせて、中間部材４２も回転する。この場合、中間部材４２はほとんど熱膨張せず、中間部材４２の外径面４５と角ばね４６の内径面４８とは、軽く接触をする程度である。この場合、角ばね４６の両端部４７ａ、４７ｂは、移動規制手段５１により移動が規制されているため、角ばね４６は回転することはなく、中間部材４２と角ばね４６とは、摺動する。すなわち、中間部材４２は、中間部材４２の外径面４５と角ばね４６の内径面４８との間に多少の摩擦を発生させながら、回転する。この摩擦を伴う摺動により、回転軸３２には、トルクが発生する。このようにして、第一の温度未満の状態において、ある程度のトルクを回転軸３２に生じさせる。

次に、図７等を参照して、第一の温度以上であった場合、例えば、常温に比べて高温である８０℃程度に回転軸３２の温度が上昇した場合について説明する。回転軸３２を長時間回転させたり、電磁クラッチ３５のオンオフが頻発すると、回転軸３２の温度が上昇する。そうすると、回転軸３２から伝熱して中間部材４２の温度も上昇し、図７中の矢印Ｄ_４で示す外径側に中間部材４２が熱膨張する。

この場合、角ばね４６も多少熱膨張するが、角ばね４６は金属製であり、中間部材４２は樹脂製であるため、中間部材４２の熱膨張の量の方が大きい。その結果、中間部材４２の外径面４５は、角ばね４６の内径面４８を押圧する。そして、回転軸３２の回転によって、角ばね４６を回転させようとする。すなわち、回転軸３２と共に角ばね４６を回転させようとする。この場合、角ばね４６の一方側の端部４７ａは、係合孔５４に係合され、移動が規制されている。一方、角ばね４６の他方側の端部４７ｂは、円弧状に設けられた溝部６１に係合されており、端部４７ｂが溝部６１の一方側の端面６２ａまで移動する。なお、図５は、この状態を示す図に相当する。その後、端部４７ｂは、溝部６１の一方側の端面６２ａに当接し、角ばね４６は両端部４７ａ、４７ｂの周方向の移動が規制される。その後、角ばね４６は、ねじられることになる。この場合、角ばね４６の巻き方向と逆の方向に回転させようとするため、巻いた角ばね４６がほどける方向に力が働く。そうすると、回転軸３２のトルクは、減少する。このようにしてトルクを減少させ、トルクを調整することができる。

次に、高温時にトルクを増加させて調整するよう構成する場合について説明する。この場合、回転方向と角ばね４６の巻き方向とを同じにする。常温状態においては、上記と同じである。高温状態となると、同様に中間部材４２の熱膨張により中間部材４２の外径面４５は、角ばね４６の内径面４８を押圧する。そして、回転軸３２の回転によって、角ばね４６を回転させようとする。この場合、角ばね４６の他方側の端部４７ｂは、円弧状に設けられた溝部６１に係合されており、図１０に示すように、端部４７ｂが溝部６１の他方側の端面６２ｂまで移動する。図１０は、端部４７ｂが溝部６１の他方側の端面６２ｂに当接した状態を示す図であり、図５に対応する。図１０においては、図５と同様の符号を付し、構成部材の説明等を省略する。その後、角ばね４６は両端部４７ａ、４７ｂの周方向の移動が規制され、ねじられることになる。この場合、角ばね４６の巻き方向と同じ方向に回転させようとするため、巻いた角ばね４６をさらに巻きつける方向に力が働く。そうすると、回転軸３２のトルクは、増加することになる。

このようにしてトルクの調整を行う。すなわち、このような回転軸３２のトルク調整機構４１によると、角ばね４６の両端部４７ａ、４７ｂは、移動が規制されているため、第一の温度未満であれば、回転軸３２と共に回転する中間部材４２と角ばね４６とが摺動し、ある程度のトルクを回転軸３２に付加することができる。また、第一の温度以上であれば、熱膨張により樹脂製の中間部材４２の外径面４５が角ばね４６の内径面４８を押圧して、角ばね４６を回転させようとする。この場合、角ばね４６の両端部４７ａ、４７ｂは、移動が規制されているため、角ばね４６の巻き方向や締め付け力に応じて、トルクの増加やトルクの減少を図ることができる。したがって、このような回転軸３２のトルク調整機構４１によると、ある程度のトルクを回転軸３２に付加すると共に、高温時も適切に回転軸３２のトルクを調整することができる。また、このような回転軸３２のトルクを調整するトルク調整機構を含む用紙搬送装置３１は、より的確に用紙を搬送することができる。さらには、このような用紙搬送装置３１を含むデジタル複合機１１および印刷システムは、より確実に適切な画像を印刷することができる。

この場合、中間部材の材質は、ＰＯＭであるため、より確実に効率的な回転軸のトルクの調整を行うことができる。

また、この場合、移動規制手段は、角ばねの一方端部を係合可能な溝部が設けられた固定部材を含むため、溝部を利用して、より適切に回転軸のトルクの調整を行うことができる。また、この場合、溝部は円弧状であるため、より円滑に回転軸のトルクの調整を行うことができる。

また、この場合、コイルばねは、角ばねであるため、比較的小さなスペースで大きなばね定数を得ることができ、より効率的なトルクの調整を行うことができる。

なお、上記の実施の形態において、高温時にトルクを増大させる場合、所定のトルク以上となれば、回転軸をロックするよう構成してもよい。こうすることにより、トルクが過多になった場合でも、回転軸を含むトルク調整機構への影響を少なくすることができる。

また、上記の実施の形態においては、コイルばねとして、断面が四角形状となる金属材料をコイリングして製造される角ばねを用いることとしたが、これに限らず、断面が丸形状となる金属材料をコイリングして製造されるコイルばねを用いても良いし、断面が他の形状となる金属材料をコイリングして製造されるコイルばねを用いても良い。

なお、上記の実施の形態において、移動規制手段は、コイルばねの両方の端部の移動を規制するよう構成することとしたが、これに限らず、少なくともコイルばねの一方側の端部の移動を規制するよう構成してもよい。また、移動規制手段として設けられた固定部材の溝部について、側板に設けられる係合孔を円弧状としてもよい。さらに、双方とも円弧状の溝部にしてもよく、また、双方とも係合孔の形状としてもよい。さらには、移動規制手段は、固定部材や側板を用いずとも、コイルばねの一方側の端部を規制する構成であればよい。

また、上記の実施の形態においては、中間部材は、円環状とすることとしたが、これに限らず、例えば、断面Ｃ字状等、周方向の一部が切断されていた形状であってもよく、熱膨張により外径側に位置するコイルばねを押圧するよう構成してもよい。

なお、上記の実施の形態においては、中間部材の材質としては、ＰＯＭを用いることとしたが、これに限らず、中間部材の材質として、ＰＰ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ（ポリプロピレン））、やＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ（ポリカーボネート））を用いることにしてもよい。また、中間部材の材質は、ＰＯＭ、ＰＰ、およびＰＣのうちの少なくともいずれか一つを含む構成としてもよい。

また、上記の実施の形態においては、コイルばねの材質としては、ＳＷＰ−Ｂを用いることとしたが、これに限らず、コイルばねの材質として、ＳＵＰ−１２やＳＷＣを用いることにしてもよい。また、コイルばねの材質は、ＳＷＰ−Ｂ、ＳＵＰ−１２、およびＳＷＣのうちの少なくともいずれか一つを含む構成としてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、回転軸は搬送ローラーを回転させる構成としたが、これに限らず、回転軸は、排紙ローラーやピックアップローラー等を回転させる構成であってもよいし、他の回転させる部材を回転させる構成であってもよい。さらには、用紙の搬送のみならず、例えば、現像器内の支軸を回転軸とした場合や画像読み取り部に備えられるキャリッジを搬送するための軸を回転軸としてトルクを調整する場合にも適用される。

また、上記の実施の形態においては、用紙搬送装置の制御は、デジタル複合機に備えられる制御部で行うこととしたが、これに限らず、用紙搬送装置は独自に制御部を有し、この用紙搬送装置自体に設けられた制御部により用紙搬送装置の制御を行うよう構成してもよい。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明に係る回転軸のトルク調整機構、および用紙搬送装置は、より適切な回転軸のトルクの調整が要求される場合に、特に有効に利用される。

１１デジタル複合機、１２制御部、１３操作部、１４画像読み取り部、１５画像形成部、１６ハードディスク、１７ファクシミリ通信部、１８ネットワークインターフェース部、２１表示画面、２２ＡＤＦ、２３現像器、２４公衆回線、２５ネットワーク、２６ａ，２６ｂ，２６ｃコンピューター、２７画像処理システム、２８給紙カセット、３１用紙搬送装置、３２回転軸、３３モーター、３４搬送ローラー、３５電磁クラッチ、３６用紙排出部、３７中心、３８，４５，４９外径面、４１トルク調整機構、４２中間部材、４３ａ，４３ｂ，６２ａ，６２ｂ端面、４４，４８内径面、４６角ばね、４７ａ，４７ｂ，５９ａ，５９ｃ端部、５１移動規制手段、５２側板、５３，５８挿通孔、５４係合孔、５６固定部材、５７ａ，５７ｂ，５７ｃ平板状部材、６１溝部。

Claims

回転軸のトルクを調整する回転軸のトルク調整機構であって、
回転軸と、
前記回転軸の外径側に配置され、前記回転軸に固定されており、前記回転軸と共に回転する樹脂製の中間部材と、
その内方側に前記中間部材が配置される金属製のコイルばねと、
前記コイルばねの少なくとも一方側の端部の移動を規制する移動規制手段とを備え、
第一の温度未満では、前記中間部材は前記コイルばねに対して摺動し、前記第一の温度以上では、熱膨張により前記中間部材の外径面は前記コイルばねの内径面を押圧し、
前記移動規制手段は、前記コイルばねの一方端部を係合可能な溝部が設けられた固定部材を含み、
前記固定部材は、３枚の平板状部材をそれぞれ垂直となるよう端部同士を繋ぎ合わせたコの字状の形状であり、
前記溝部は、前記固定部材のうち、中央に位置する平板状部材に設けられており、
前記コイルばねの一方側の前記端部は、前記コイルばねの外方側に突出した形状であって、前記コイルばねの長手方向に延びるように、前記コイルばねの巻き方向に対して垂直な方向に折り曲げられており、
前記溝部は、前記端部の周方向の移動および径方向の移動を規制するよう円弧状に設けられている、回転軸のトルク調整機構。
前記回転軸の回転方向と前記コイルばねの巻き方向とを同じにする、請求項１に記載の回転軸のトルク調整機構。
前記中間部材の材質は、ＰＯＭ（Ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ（ポリオキシメチレン））、ＰＰ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ（ポリプロピレン））、およびＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ（ポリカーボネート））のうちの少なくともいずれか一つを含む、請求項１または２に記載の回転軸のトルク調整機構。
前記コイルばねは、角ばねを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の回転軸のトルク調整機構。
用紙を搬送する搬送ローラーと、
前記搬送ローラーを回転させる回転軸と、
前記回転軸の外径側に配置され、前記回転軸に固定されており、前記回転軸と共に回転する樹脂製の中間部材と、
その内方側に前記中間部材が配置される金属製のコイルばねと、
前記コイルばねの少なくとも一方側の端部の移動を規制する移動規制手段とを備え、
第一の温度未満では、前記中間部材は前記コイルばねに対して摺動し、前記第一の温度以上では、熱膨張により前記中間部材の外径面は前記コイルばねの内径面を押圧し、
前記移動規制手段は、前記コイルばねの一方端部を係合可能な溝部が設けられた固定部材を含み、
前記固定部材は、３枚の平板状部材をそれぞれ垂直となるよう端部同士を繋ぎ合わせたコの字状の形状であり、
前記溝部は、前記固定部材のうち、中央に位置する平板状部材に設けられており、
前記コイルばねの一方側の前記端部は、前記コイルばねの外方側に突出した形状であって、前記コイルばねの長手方向に延びるように、前記コイルばねの巻き方向に対して垂直な方向に折り曲げられており、
前記溝部は、前記端部の周方向の移動および径方向の移動を規制するよう円弧状に設けられている、用紙搬送装置。