JP3762164B2

JP3762164B2 - シート搬送装置及びこれを備えた画像形成装置

Info

Publication number: JP3762164B2
Application number: JP30304299A
Authority: JP
Inventors: 一夫大山; 誠鹿志村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2019-10-25
Also published as: DE60035939T2; JP2001122464A; EP1103502A3; EP1103502B1; US6719286B1; DE60035939D1; EP1103502A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート搬送装置及びこれを備えた画像形成装置に関し、特にシート搬送装置に設けられ、シートを挟持搬送する搬送ローラ対を構成するピンチローラの材質及び形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、シートを画像形成部に搬送するためのシート搬送装置を備えており、このようなシート搬送装置としては、シート裏面に当接する駆動用のゴムローラと、シート表面（画像形成面）に当接し、シートを駆動用のゴムローラに押圧するピンチローラとからなる搬送ローラ対を備えたものが知られている。
【０００３】
ところで、ゴムローラは、振れや外径精度の限界が低く、温度変化による外径変化も大きいため、より高い搬送精度を得る構成として、例えば特開平１１−０１３７４４号公報に示されるように、駆動ローラとして金属ローラの表面に凹凸を施したものを用いると共に、従動側のピンチローラとして表面をフッ素コーティングしたゴムローラを用いた構成のものがある。
【０００４】
ここで、このように表面に凹凸を設けることにより金属ローラは、表面の凹凸がシートの裏面に食いつく形でシートを搬送することができる。また、ゴムローラの表面にフッ素コーティングを施すことにより、ゴムに含有された可塑剤が溶出してシート表面に付着するのを防止することができると共に、表面のμ値（摩擦抵抗値）を下げることができるのでシート先端の、搬送ローラとピンチローラとのニップ部への入り込みを確実に行うことができる。
【０００５】
さらに、シートの斜行取りを行うべく、搬送方向とは逆向きに回転している搬送ローラに圧接するピンチローラとしてゴムローラを用いる場合、このゴムローラの表面にフッ素コーティングを施してゴムローラの表面のμ値を下げることにより、斜行取りのためピンチローラにシート先端が突き当たる際、シート先端が折れ曲るのを防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなピンチローラを備えた従来のシート搬送装置において、ゴムローラの表面にフッ素コーティングを施す場合は、非常にコストが高くなると共に、フッ素コーティングが磨耗しやすくピンチローラの耐久性が低いという問題があった。
【０００７】
次に、このフッ素コーティングが磨耗する様子を図７を用いて簡単に説明する。なお、同図において、８は表面に凹凸８ａが設けられた搬送ローラ、１６はこの搬送ローラ８に圧接して従動回転するピンチローラであり、このピンチローラ１６はゴムローラ１６ａと、このゴムローラ１６ａの表面に形成されたフッ素コーティング層１６ｂとを有したものである。
【０００８】
また、これら搬送ローラ８及びピンチローラ１６は、給紙動作が開始されると、まず矢印Ｂに示すように搬送方向とは逆方向に回転するようになっており、このように回転している搬送ローラ８とピンチローラ１６とのニップ部に、不図示の給紙機構により搬送されたシートＳ１の先端を突き当ててループを形成することにより斜行取りを行うようにしている。
【０００９】
ここで、この斜行取り際、ピンチローラ１６はシートＳ１の先端エッジ部に逆らいながら回転しているため、このピンチローラ１６の表面に施されたフッ素コーティング層１６ｂがシートＳ１の先端エッジ部により削られて徐々に摩耗していく。
【００１０】
なお、ここでは逆回転している搬送ローラ８及びピンチローラ１６にシートＳ１を突き当てる逆転斜行取りを例にとって説明したが、停止している搬送ローラ８及びピンチローラ１６にシートＳ１を突き当てる停止斜行取りの場合も、程度の差はあるがフッ素コーティング層１６ｂは摩耗する。
【００１１】
そして、このようにフッ素コーティング層１６ｂが摩耗すると、装置の使用枚数が増えるにつれてゴムローラ１６ａが露出するようになり、シートＳ１への可塑剤の付着や、先端の折れ曲がりが発生する。
【００１２】
そこで本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、低コストで耐久性の高いシート搬送装置及び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ものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表面に凹凸が設けられた金属製の駆動ローラと前記駆動ローラに圧接して従動回転するピンチローラとによりシートを挟持搬送する搬送ローラ対を備え、給紙ローラによって搬送方向に送られてきたシートの先端を停止又は搬送方向と逆の方向に回転した状態で受け止めて斜行を取り除くシート搬送装置において、前記ピンチローラは合成樹脂により形成され、前記ピンチローラの両端部は両端がシート表面に接触しないように両端の外径がその他の部分の外径よりも小さくなるように形成され、前記ピンチローラは、パーティング・ラインが外径表面に現れないようにピンチローラの一方の端部で長さ方向にキャビティ側とコア側に型割りされた金型で形成され、前記ピンチローラのシートと当接する外周面はキャビティ側の金型で形成され、キャビティ側の金型の内径は、前記ピンチローラのコア側に近い端部を形成する内径が略中央を形成する部分に比べ小さく作られると共に、合成樹脂を充填、冷却、離型するまでの間に前記ピンチローラの略中央部分が収縮する量を見越し、離型時にピンチローラとの間でかじりが発生しない内径であることを特徴とするものである。
【００１４】
また本発明は、前記ピンチローラの両端部の外径を、その他の部分の外径に比べて小さくしたことを特徴とするものである。
【００１５】
また本発明は、前記ピンチローラは、両端部の外径が略中央部分の外径に比べて小さく、また前記両端部と中央部分とが滑らかに結ばれた形状を有することを特徴とするものである。
【００１６】
また本発明は、前記ピンチローラの両端部の外径は、略中央部分の外径に比べて１０μｍ以上小さいことを特徴とするものである。
【００１７】
また本発明は、前記ピンチローラの両端部はＲ形状を有していることを特徴とするものである。
【００１８】
また本発明は、前記ピンチローラは、ポリアセタールを主原料とした材料により形成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明は、前記駆動ローラの表面の凹凸は、金属ローラ表面にセラミック粉又はアルミナ粉を塗着することにより形成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
また本発明は、前記駆動ローラの表面の凹凸は、金属ローラ表面をブラスト処理することにより形成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
また本発明は、前記駆動ローラの表面の凹凸は、金属ローラ表面にローレット加工することにより形成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
また本発明は、画像形成部と、該画像形成部にシートを搬送するシート搬送装置とを備えた画像形成装置において、前記シート搬送装置は上記いずれかに記載のものであることを特徴とするものである。
【００２４】
また本発明のように、表面に凹凸が設けられた金属製の駆動ローラと、この駆動ローラに圧接して従動回転するピンチローラとによりシートを挟持搬送する。そして、このピンチローラを合成樹脂によって形成することにより、ピンチローラを安価に製造すると共に、ピンチローラの耐久性を高めるようにする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明の実施の形態に係るシート搬送装置を備えた画像形成装置の構成を説明する図である。
【００２７】
同図において、５０は画像形成部５１を有する画像形成装置、６０はシート搬送装置であり、このシート搬送装置６０は、シートＳを収納するシート収納部２０と、このシート収納部２０に収納されたシートＳ１を給紙する給紙ローラ３と、シート収納部２０の給紙方向下流側に設けられ、給紙ローラ３により給送されたシートＳを分離する分離爪４と、分離爪４により分離されたシートＳ１を画像形成部５１に搬送する搬送部２１と備えている。
【００２８】
ここで、このシート収納部２０は、シートＳを積載すると共に不図示の回動軸を支点として回動自在な給紙圧板１を備えている。なお、この給紙圧板１は圧板ばね２によって給紙ローラ３側に付勢されている。
【００２９】
また、給紙ローラ３は外周面の一部が切りかかれた略半月形状を有したものであり、給紙後の待機時には不図示のロック機構により弦の部分（切欠き部分）がシートＳに対向する状態で停止している。なお、この待機状態において、給紙圧板１も不図示のカム機構により、給紙ローラ３から離れる側に押し下げられた状態で停止しており、これにより給紙ローラ３とシートＳとは非接触状態となっている。
【００３０】
また、搬送部２１は、搬送ガイド６と、搬送ガイド６と共にシート搬送路Ｒを形成するピンチローラホルダ５と、不図示の駆動機構により矢印Ａ及び矢印Ｂ方向に回転可能な搬送ローラ８と、ピンチローラホルダ５の先端部にピンチローラ軸１０を介して回転自在に保持されたピンチローラ９とを備えている。
【００３１】
ここで、このピンチローラホルダ５は、画像形成装置５０のシャーシ１１に揺動軸５ａを介して揺動自在に軸支されると共に、シャーシ１１とピンチローラホルダ５間にかけられたねじりコイル１２により、ピンチローラ９を所定の圧力で搬送ローラ８に圧接させる方向に付勢されている。なお、搬送ローラ８とピンチローラ９とは、給紙動作が開始されると、シートの斜行取りのため所定期間は搬送方向とは逆の方向、即ち矢印Ｂ方向に回転又は停止した状態となっている。
【００３２】
一方、画像形成部５１は、記録ヘッド５１ａと、この記録ヘッド５１ａを保持してシート搬送方向と直交する方向に移動するキャリッジ５１ｂを備えている。そして、後述するように斜行を取り除いた後、矢印Ａ方向に回転する搬送ローラ８により印字開始位置まで搬送されたシートＳ１に対してキャリッジ５１ｂを移動させながら記録ヘッド５１ａにより印字を行うようにしている。
【００３３】
なお、同図において、７はシャーシ１１に揺動軸７ｂを介して揺動自在に軸支されると共に、一端部７ａをシート搬送路内に突出させた通過検知レバー、１５はこの通過検知レバーの揺動を検知する検知センサである。
【００３４】
ここで、この通過検知レバー７は、シートＳ１がシート搬送路Ｒを通過する際、このシートＳ１により一端部７ａが押圧されると、同図に示すように軸７ｂを支点として時計回りの方向に揺動するようになっている。そして、このように通過検知レバー７が揺動すると他端部７ｃも移動し、これを検知した検知センサ１５は検知信号を駆動機構を制御する不図示の制御手段に出力するようにしている。
【００３５】
また同図において、１３は排紙ローラ、１４はこの排紙ローラ１３に圧接する拍車であり、印字後のシートＳ１は、この排紙ローラ１３及び拍車１４により不図示の排紙トレイへと排紙されるようになっている。
【００３６】
次に、このように構成された画像形成装置（シート搬送装置）のシート搬送動作について説明する。
【００３７】
給紙動作が開始されると、それまでシートＳと非接触状態となっていた給紙ローラ３が回転すると共に、給紙ローラ３から離れる側に押し下げられた状態の給紙圧板１が押し上げられることにより、給紙ローラ３の円弧部分と最上位のシートＳ１が接触し、シートＳ１の搬送が開始される。この際、２枚目以降のシートも移動しようとするが、分離爪４の作用により最上位のシート１枚だけが搬送されていく。
【００３８】
この後、分離が行われたシートＳ１は、ピンチローラホルダ５と給紙ガイド６で形成された搬送路Ｒに案内され、搬送路内に突出した通過検知レバー７の一端部７ａを押圧する。ここで、このように一端部７ａが押圧されると、通過検知レバー７が揺動し、この通過検知レバー７の揺動を検知した検知センサ１５は検知信号を制御手段に出力する。
【００３９】
そして、制御手段は、この検知信号に基づき駆動機構を制御し、シートＳ１の先端が搬送ローラ８とピンチローラ９で形成されたニップ部に到達する距離に加え、２〜３ｍｍ移動するように給紙ローラ３を回転させる。なお、このように２〜３ｍｍ余分に搬送することにより、斜行した状態で給紙されてきたシートＳ１の先端全幅を確実にニップ位置に突き当てることができる。
【００４０】
一方、この時、搬送ローラ８とピンチローラ９は搬送方向とは逆の方向、即ち矢印Ｂ方向に回転又は、停止している状態なので、シートＳ１は図１に示すようにニップに到達した後、余分に搬送された分撓み、この際、斜行が取り除かれる。なお、このとき給紙ローラ３は同図に示すように、まだ円弧部分がシートＳ１に当接した状態である。
【００４１】
次に、このように斜行を取り除いた状態にした後、搬送ローラ８を搬送方向、即ち矢印Ａ方向に回転させると共に給紙ローラ３も回転させることにより、シートＳ１は印字開始位置まで搬送される。なお、このようにシートＳ１を印字開始位置まで搬送すると、給紙ローラ３及び給紙圧板１は待機位置まで戻る。
【００４２】
次に、印字開始位置に搬送されたシートＳ１に対してキャリッジ５１ｂを移動させながら記録ヘッド５１ａにより印字を行い、この後、この印字が行われたシートＳ１を排紙ローラ１３と排紙ローラ１３側に付勢された拍車１４とにより不図示の排紙トレイへと排紙する。
【００４３】
一方、図２は搬送部２１の拡大図であり、同図に示すように搬送ローラ８の表面にはセラミックの粉体８ａが塗着されており、このように表面にセラミックの粉体８ａを塗着して表面に凹凸を設けることにより、搬送ローラ８は凹凸（セラミックの粉体８ａ）がシートＳ１の裏面に食い付くような形で強力な搬送力を発生させている。
【００４４】
ところで、従来は搬送ローラ８とピンチローラ９のうち一方を剛体のローラにした場合、他方を弾性体のローラとしてニップ幅（図７のＸ）を設けることで搬送力を得るようにしていた。
【００４５】
しかし、最近急速に用いられるようになった表面に凹凸が設けられた金属ローラは、既述したとおり表面の凹凸がシートの裏面に食いつく形で搬送するため、ピンチローラの材料として剛体である合成樹脂を用いた場合でも、弾性体であるゴムを用いた場合に比べて大差無い搬送力を得られる事が分かった。
【００４６】
事実、実験によれば、搬送ローラとして金属表面にセラミックの粉体を塗着した物を使用した場合、ピンチローラとして硬度６０度のゴムローラ表面にフッ素コーティングを２０μｍ施したものを使用した場合に比べ、ポリアセタールを主原料とした合成樹脂の物を使用した場合の搬送力は、シートの種類にもよるが平均で５％程度の低下でしかなかった。
【００４７】
したがって、同じ搬送力を得なければならない場合においても、わずかにねじりコイル１２（図１参照）の荷重を上げるだけで弾性体であるゴムを用いなくとも、ピンチローラとして合成樹脂で形成されたローラを用いることができる。
【００４８】
また、ゴム表面にフッ素コーティングを施したピンチローラで通紙耐久を行ったところ、３万枚程度でフッ素コーティング層が剥がれ、ゴム面が露出し、斜行取りの際にシート先端の折れや、ゴムの高いμ値によりニップ部にシート先端を突き当てきれず、斜行が取りきれない状態になった。これに対し、合成樹脂により形成したピンチローラを用いた場合は、６万枚の通紙を終了した状態においても、上記のような問題は発生しなかった。
【００４９】
そこで、本実施の形態おいては、コストを低減すると共に、耐久性を高くするためピンチローラ９を合成樹脂で形成するようにしている。次に、このピンチローラの形状及び材質について説明する。
【００５０】
まず、ピンチローラの形状について説明する。
【００５１】
最近のインクジェットプリンタ等の画像形成装置では高画質化が進み、それに伴い使用するシートとしては普通紙以外にも、厚手の紙又は、プラスチックシートの表面にインク受容層などを設けている特殊紙等を使用する場合がある。
【００５２】
このため、ピンチローラの形状は画像形成装置において使用するシートの種類に応じたものとする必要がある。ここで、普通紙のみを使用する場合は、図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように単純な円柱形状のものとれば良いが、厚手の紙又は、プラスチックシートの表面にインク受容層などを設けている特殊紙等を使用する場合、図３のようなピンチローラ９を用いると、搬送ローラ８も剛体であるため、ピンチローラ９の両端（エッジ）がインク受容層に僅かながら食い込み、傷を付けてしまう場合がある。
【００５３】
このため、特殊紙等を使用する場合には、図４の（ａ）及び（ｂ）に示すようにピンチローラ９の両端部にＲを施すことが有効である。ここで、このようにピンチローラ９の両端部をＲ形状とする方法としては、図３に示すピンチローラ９の両端に対して、例えば切削等の後加工を行う方法がある。
【００５４】
また、このような後加工ではなく金型を用いてピンチローラ９の両端部にＲを施すことにより、ピンチローラ９の両端がシート表面に接触しない形状とすることもできる。
【００５５】
図５は、このような金型を用いてピンチローラを形成する方法を示す図であり、同図において、１５は金型のうちキャビティ側の金型、９ａはキャビティ側の金型１５と不図示のコア側の金型の中で冷却され、収縮したピンチローラである。なお、本実施の形態においては、ピンチローラ９ａの円周上に金型のパーティングライン（Ｐ．Ｌ）を出してしまうと、このパーティングラインによりシートＳが傷ついてしまうので、金型は長さ方向に型割りしており、またキャビティ側の金型１５の端部に関してはＲ形状としている。
【００５６】
さらに、コア側の端部に関しては通常のＲ形状を施した場合、アンダーとなり離型が不可能となるので、コア側の端部を形成する金型の内径ΦＹ₁ を略中央部分を形成する部分ΦＺ₁ に比べ小さく形成し、またその内径ΦＹ₁ は樹脂材料充填−冷却−離型までの間に、略中央部分が収縮する量を見越し、離型時のピンチローラ外径ΦＺ₂ と金型間でかじりが発生しない内径（ただし、ΦＺ₁ ／２−ΦＹ₁ ／２＝１０μｍ以上）としている。
【００５７】
そして、このような金型によりピンチローラ９ａを成形することにより、ピンチローラ９ａの端部近傍のみを細くすることができる。なお、本実施の形態においては、ピンチローラ９ａの両端部の外径を、その他の部分の外径に比べて１０μｍ小さくしている。これにより、ピンチローラ９ａの両端がインク受容層に食い込むことがなくなり、シートに傷を付けてしまうことがなくなる。
【００５８】
なお、ピンチローラとしては、図４、図５に示す形状に限らず、図６に示すような金型１５ａを用い、両端部の外径が略中央部分の外径に比べて小さく、また両端部と中央部分とが滑らかに結ばれた太鼓形状を有するピンチローラ９ｂを形成しても良い。
【００５９】
ところで、このようなピンチローラ９，９ａ，９ｂを形成する合成樹脂としては、ポリアセタールを主原料としてエラストマーを０〜５０％含有し、曲げ弾性率が３００〜３５００ＭＰａのものが適している。
【００６０】
また、エラストマーの含有率が高く、曲げ弾性率が低い物ほど両端による特殊紙等への傷付けが低減し、エラストマーの含有率が１５％程度以上で、曲げ弾性率が１５００ＭＰａ程度以下になると、図３に示す単純な円柱形状のピンチローラ９を使用した場合でも特殊紙等への傷付けが発生しなくなる。
【００６１】
なお、これまでの説明においては、搬送ローラ８として金属表面にセラミック粉体８ａを塗着した例について述べてきたが、本発明はこれに限らず、セラミック粉体８ａの代わりにアルミナの粉体を塗着したものでも良く、さらには金属ローラ表面にブラスト処理を施したものや、ローレット加工を施したものでも良い。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表面に凹凸が設けられた金属製の駆動ローラに圧接して従動回転するピンチローラを合成樹脂によって形成することにより、ピンチローラを安価に製造することができると共に、ピンチローラの耐久性を高めることができる。これにより、低コストで耐久性の高いシート搬送装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るシート搬送装置を備えた画像形成装置の構成を説明する図。
【図２】上記シート搬送装置の搬送部の拡大図。
【図３】上記搬送部のピンチローラの形状を示す図。
【図４】上記搬送部のピンチローラの他の形状を示す図。
【図５】上記他の形状を有するピンチローラの形成方法を説明する図。
【図６】太鼓形状を有するピンチローラの形成方法を説明する図。
【図７】従来のシート搬送装置の斜行取り動作を説明する図。
【符号の説明】
３給紙ローラ
４分離爪
５ピンチローラホルダ
８搬送ローラ
８ａセラミック粉体
９，９ａ，９ｂ
ピンチローラ
１０ピンチローラ軸
５０画像形成装置
５１画像形成部
６０シート搬送装置

Claims

表面に凹凸が設けられた金属製の駆動ローラと前記駆動ローラに圧接して従動回転するピンチローラとによりシートを挟持搬送する搬送ローラ対を備え、給紙ローラによって搬送方向に送られてきたシートの先端を停止又は搬送方向と逆の方向に回転した状態で受け止めて斜行を取り除くシート搬送装置において、
前記ピンチローラは合成樹脂により形成され、前記ピンチローラの両端部は両端がシート表面に接触しないように両端の外径がその他の部分の外径よりも小さくなるように形成され、
前記ピンチローラは、パーティング・ラインが外径表面に現れないようにピンチローラの一方の端部で長さ方向にキャビティ側とコア側に型割りされた金型で形成され、前記ピンチローラのシートと当接する外周面はキャビティ側の金型で形成され、
キャビティ側の金型の内径は、前記ピンチローラのコア側に近い端部を形成する内径が略中央を形成する部分に比べ小さく作られると共に、合成樹脂を充填、冷却、離型するまでの間に前記ピンチローラの略中央部分が収縮する量を見越し、離型時にピンチローラとの間でかじりが発生しない内径であることを特徴とするシート搬送装置。
前記ピンチローラの両端部の外径を、その他の部分の外径に比べて小さくしたことを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
前記ピンチローラは、両端部の外径が略中央部分の外径に比べて小さく、また前記両端部と中央部分とが滑らかに結ばれた形状を有することを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
前記ピンチローラの両端部の外径は、略中央部分の外径に比べて１０μｍ以上小さいことを特徴とする請求項２又は３記載のシート搬送装置。
前記ピンチローラの両端部はＲ形状を有していることを特徴とする請求項１又は２記載のシート搬送装置。
前記ピンチローラは、ポリアセタールを主原料とした材料により形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のシート搬送装置。
前記駆動ローラの表面の凹凸は、金属ローラ表面にセラミック粉又はアルミナ粉を塗着することにより形成されていることを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
前記駆動ローラの表面の凹凸は、金属ローラ表面をブラスト処理することにより形成されていることを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
前記駆動ローラの表面の凹凸は、金属ローラ表面にローレット加工することにより形成されていることを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
画像形成部と、該画像形成部にシートを搬送するシート搬送装置とを備えた画像形成装置において、
前記シート搬送装置は前記請求項１乃至９のいずれかに記載のものであることを特徴とする画像形成装置。