(57)【要約】  【課題】  用紙との摩擦力の低下を抑制して給紙不良やジャムの発生を防止する送出ローラ及びそれを備えた給紙装置を提供する。  【解決手段】  送出ローラ１１は、円筒状のローラ体１１ａと、ローラ体１１ａの中心を貫通するように固定された駆動入力軸１１ｂとから構成されている。ローラ体１１ａは、外周部及び駆動入力軸１１ｂの周囲に存在する第１ゴム層３１ａ、３１ｂと、２つの第１ゴム層３１ａ、３１ｂの間に挟まれた、第１ゴム層３１ａ、３１ｂよりも低硬度の第２ゴム層３１ｃとが断面同心円状に積層されて構成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも外周部がゴムで形成された円筒状のローラ体と、該ローラ体の中心を貫通する駆動入力軸とから成り、用紙収納部に収納された用紙束の最上面に接し、最上の用紙から順に送り出す給紙装置の送出ローラにおいて、
前記ローラ体の内部を、前記駆動入力軸に回転力が入力されたとき一時的に弾性変形可能な構造としたことを特徴とする送出ローラ。
【請求項２】
前記ローラ体は、少なくとも外周部が断面同心円状に積層された複数のゴム層で構成されており、最外周層以外の前記ゴム層の１つ以上は、最外周層よりも硬度の低いゴムで形成されることを特徴とする請求項１に記載の送出ローラ。
【請求項３】
前記ローラ体のゴムで形成された部分に断面同心円状の中空構造を設け、前記中空構造の外側と内側を複数の連結部で連結したことを特徴とする請求項１に記載の送出ローラ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の送出ローラが搭載された給紙装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載され、用紙の供給源として用いられたり、画像形成装置とソートやステープル等を行う後処理装置との間に組み込まれ、別途画像形成された用紙いわゆる合紙の供給源として用いられたりする給紙装置の給紙を安定化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば図６に示すように、合紙の供給源として用いられる従来の手差し機構（バイパス通紙）の給紙装置１は、画像形成装置２と後処理装置３との間に組み込まれる。画像形成装置２では用紙上に画像が形成され、この画像形成後の用紙は、給紙装置１内の通紙経路を経て後処理装置３へ供給される。また給紙装置１では、画像形成装置２から後処理装置３への用紙供給の合間において、トレイ１０上に積載されている合紙が、最上の合紙から順に送出ローラ１１によって送り出され、一対より成る給紙ローラ１２及び捌きローラ１３によって一枚ずつに分離された後、複数の送りローラ対１４によって送られ、最終的に排出ローラ対１５によって排出されて、後処理装置３へと供給される。そして後処理装置３では、供給された用紙（合紙を含む）に対して、所望のソートやステープル等が施される。
【０００３】
特に給紙装置１においては、トレイ１０への合紙の補充や取換えを容易にする目的で、トレイ１０が選択的に送出ローラ１１へ向けて上昇したり、又は送出ローラ１１より離れる方向に下降したりするようになっている。
【０００４】
具体的には、例えば図７、図８に示すように、トレイ１０は、送出ローラ１１から離れた側の端部（図７、図８では左端部）において、固定のトレイ保持部１６に対して軸支され、この支軸１７を中心とした回動で昇降可能にされている。ここで、トレイ１０の上昇に関しては、トレイ１０は、上昇する方向すなわち送出ローラ１１へ向けて常時バネ１８で付勢されており、後述のカム２０から外力が与えられない限り、そのバネ１８の付勢力を受けて積載の合紙と共に上昇し、図７のように、トレイ１０はその合紙（図示せず）のうちの最上の合紙が送出ローラ１１に圧接した状態（以下、第１の位置という）に配置される。この第１の位置で、送出ローラ１１及び給紙ローラ１２が一方向（図７中、実線矢印で示す反時計回りの方向）に軸回転して給紙動作が行われる。なお、ここでは捌きローラ１３は記載を省略している。
【０００５】
一方、トレイ１０の下降に関しては、トレイ１０における支軸１７の在る端部とは反対の端部すなわち送出ローラ１１に近い側の端部（図７、図８では右端部）にレバー１９が突設されており、更にこのレバー１９の上面に当接するカム２０を有したカム軸２１が設けられている。カム軸２１の一端にはカム軸用ギヤ２２が取り付けられており、このカム軸用ギヤ２２とモータ２４の主軸ギヤ２５とが、伝達ギヤ２３を介して互いに間接的に噛合している。但し、カム軸用ギヤ２２にはワンウェイクラッチが内蔵されている。モータ２４からの出力によって主軸ギヤ２５が回転すると、この回転力が伝達ギヤ２３を介してカム軸用ギヤ２２に伝達される。
【０００６】
そして、カム軸２１が一方向（図７中、点線矢印で示す反時計回りの方向）に所定量軸回転することで、これと一体にカム２０が同方向に所定量軸回転し、これに伴い、レバー１９に対してのカム２０の偏心量が最大になる。その際レバー１９は、バネ１８の付勢力をトレイ１０を介して受けており、カム２０の周面と擦れ合いながら、その最大偏心量に相応する分だけバネ１８の付勢力に抗して押し下げられ、その結果、図８のように、トレイ１０は下降した状態（以下、第２の位置という）に配置される。この第２の位置で、トレイ１０への合紙の補充や取換えが行われる。トレイ１０上には、積載される用紙の幅方向の位置決めを行うガイド板２６が設けられている。
【０００７】
トレイ１０への合紙の補充や取換えが済んだ後は、給紙動作へ移行すべく、カム軸２１及びカム２０が、上記したトレイ１０の下降動作の際と同様の一方向に所定量軸回転し、これに伴い、レバー１９に対してのカム２０の偏心量が最小になる。その際レバー１９は、カム２０の周面と擦れ合いながらバネ１８の付勢力を受けて押し上げられ、その結果、トレイ１０は第１の位置に配置される（図７参照）。なお、ここでは合紙の供給源として用いられる給紙装置１について説明したが、画像形成装置に搭載されて用紙の供給源として用いられる給紙装置についても事情は同じである。
【０００８】
上述したような給紙装置においては、一般的にＤＣブラシレスモータ等の駆動源と、電磁クラッチのような駆動伝達部品を使用しており、電磁クラッチのＯＮ／ＯＦＦにより送出ローラ１１、給紙ローラ１２、捌きローラ１３の回転が制御されて給紙が行われる。画像処理速度が速い高速機になるほど給紙速度も速くする必要があるが、このときの動力伝達時間は数十ｍｓ程度と短時間であり、非常に急激な動力伝達を行うために、給紙不良の発生頻度を高くし、結果として安定した画像形成処理が困難となる。
【０００９】
これは、停止している用紙に対し急激な送出ローラ１１の回転が伝達された場合、送出ローラ１１の回転速度に比例して用紙に対する摩擦力が低下することによる。そこで、給紙開始時には送出ローラ１１の回転を遅くして用紙表面との摩擦力を高めるとともに、給紙開始後は給紙タイミングが遅れないように二次給紙部へ用紙を搬送することが必要となる。
【００１０】
一般的な送出ローラ１１は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、樹脂製の心材３０の周囲に厚さ約４〜５ｍｍのゴム層３１を形成して成る円筒状のローラ体１１ａと、ローラ体１１ａの中心を貫通するように固定された駆動入力軸１１ｂとから構成されている。
【００１１】
ここで、ゴム層３１を形成するゴムの硬度を低下させることにより、送出ローラ１１の回転が急激に伝達される給紙開始時にゴム層３１の回転を遅らせて用紙の動きに追従させる方法も考えられる。しかし、通常ゴム層３１の表面には用紙との摩擦係数を高くするため、象面加工やリブ加工等により凹凸構造が形成されている。ゴム層３１が軟らかすぎる場合はこの凹凸構造が変形してしまい、十分な摩擦力が得られなくなる。
【００１２】
用紙の給紙を安定化する方法としては、例えば特許文献１においては、原稿を給紙する給紙ベルトと、給紙ベルトに圧接されて原稿を一枚ずつ分離する分離コロから成る分離部を備えた給紙装置において、分離コロの外周面を低摩擦領域と低摩擦領域よりも外径の大きい高摩擦領域とで構成することにより、原稿をスムーズに分離部に進入させるとともに、進入後は分離コロが逆回転して重送を防止する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１の方法では、用紙の分離部への給紙は安定化できるものの、給紙トレイや給紙カセットから送出ローラにより用紙を送り出す場合の摩擦力の低下は軽減できない。
【００１３】
また、特許文献２には、送出ローラを駆動するモータとして給紙カセット毎にステッピングモータを配置し、給紙開始時には送出ローラを低速で回転させるとともに、用紙の動きに合わせて徐々に回転速度を上げて摩擦力の低下を防ぎ、給紙不良を防止する方法が開示されている。しかし、送出ローラは十分な動作トルクが必要であるため、この方法ではステッピングモータとして高価なハイブリッド型モータを複数用いる必要があり、さらにモータの駆動を制御するドライバＩＣもモータの数だけ必要となるため、給紙装置の高コスト化につながるという問題点があった。
【特許文献１】特開平１１−５９９３６号公報
【特許文献２】特開平１０−１２０２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑み、用紙との摩擦力の低下を抑制して給紙不良やジャムの発生を防止する送出ローラ及びそれを備えた給紙装置を簡便且つ低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明は、少なくとも外周部がゴムで形成された円筒状のローラ体と、該ローラ体の中心を貫通する駆動入力軸とから成り、用紙収納部に収納された用紙束の最上面に接し、最上の用紙から順に送り出す給紙装置の送出ローラにおいて、前記ローラ体の内部を、前記駆動入力軸に回転力が入力されたとき一時的に弾性変形可能な構造としたことを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の送出ローラにおいて、前記ローラ体は、少なくとも外周部が断面同心円状に積層された複数のゴム層で構成されており、最外周層以外の前記ゴム層の１つ以上は、最外周層よりも硬度の低いゴムで形成されることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の送出ローラにおいて、前記ローラ体のゴムで形成された部分に断面同心円状の中空構造を設け、前記中空構造の外側と内側を複数の連結部で連結したことを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の送出ローラが搭載された給紙装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の構成によれば、給紙開始直後は内部の弾性変形により外周部が駆動入力軸に比べ一時的に遅れて回転することとなり、用紙とローラ体との間の摩擦力を最大限に引き出すことができる。また、所定時間経過後は内部の復元力により遅れ分を相殺し、外周部も駆動入力軸と同期回転するので、給紙タイミングが遅れるおそれもない。
【００２０】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の送出ローラにおいて、ローラ体の少なくとも外周部を断面同心円状に積層された複数のゴム層により構成し、最外周層以外のゴム層の１つ以上を最外周層よりも硬度の低いゴムで形成することにより、給紙開始時にはローラ体内部の硬度の低いゴム層の変形により外周部の回転が適度に遅れ、所定時間経過後は変形したゴム層の復元力により遅れを取り戻して外周部を駆動入力軸と同期回転させることができる。
【００２１】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１の構成の送出ローラにおいて、ローラ体のゴムで形成された部分に断面同心円状の中空構造を設け、中空構造の外側と内側を複数の連結部で連結することにより、給紙開始時にはローラ体内部の連結部の変形により外周部の回転が適度に遅れ、所定時間経過後は変形した連結部の復元力により遅れを取り戻して外周部を駆動入力軸と同期回転させることができる。
【００２２】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３の構成の送出ローラを給紙装置に搭載することにより、給紙効率を低下させることなく給紙ミスやジャムの発生を確実に防止可能な給紙装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る送出ローラの構成を示す図であり、図１（ａ）は送出ローラの側面図、図１（ｂ）は送出ローラの平面図である。従来例の図９と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、送出ローラ１１のローラ体１１ａは、外周部及び駆動入力軸１１ｂの周囲に存在する第１ゴム層３１ａ、３１ｂと、２つの第１ゴム層３１ａ、３１ｂの間に挟まれた、第１ゴム層３１ａ、３１ｂよりも低硬度の第２ゴム層３１ｃとが断面同心円状に積層されて構成されている。また、図示しないが、第１ゴム層３１ａの表面には、従来例と同様に象面加工やリブ加工等により凹凸構造が形成されている。
【００２４】
本実施形態の送出ローラ１１が搭載された給紙装置を用いて給紙を行う場合、給紙開始前には、表面に凹凸構造を有する第１ゴム層３１ａが用紙表面に所定の圧力で圧接され、用紙の送出に必要な摩擦力が確保されている。そして給紙が開始され駆動入力軸１１ｂに回転力が入力されると、駆動入力軸１１ｂ及びその周囲の第１ゴム層３１ｂは同時に回転を開始するが、第２ゴム層３１ｃは第１ゴム層３１ｂに比べ軟らかく、回転方向と逆方向に作用する摩擦力により弾性変形し易いため、第２ゴム層３１ｃ及びその上に積層された第１ゴム層３１ａの回転に一時的に遅れが発生する。
【００２５】
この回転の遅れにより、用紙と接している第１ゴム層３１ａの外周面を緩やかに始動させることとなり、用紙とローラ体１１ａとの間の摩擦力を最大限に引き出して用紙を円滑且つ確実に送出可能となる。さらに給紙開始後は、ゴムの復元力により時間経過とともに第２ゴム層３１ｃの変形が元に戻るため、用紙送出中に一時的に速度が増加し、給紙初期に生じた回転の遅れを相殺することができ、給紙タイミングがずれる心配もない。
【００２６】
第２ゴム層３１ｃは、第１ゴム層３１ａ、３１ｂより僅かでも硬度が低ければある程度の効果が期待できるが、実用上十分な効果を発揮するためには第１ゴム層３１ａ、３１ｂと第２ゴム層３１ｃとの硬度差が５度以上であることが好ましい。また、各ゴム層３１ａ〜３１ｃの厚さについても特に制限はないが、ローラ体１１ａの直径が約２５ｍｍ程度であるため、従来例と同様に４〜５ｍｍ程度が適当である。
【００２７】
図２は、第１実施形態の送出ローラ１１を給紙装置に搭載して給紙を行った場合の、送出ローラの外周面の周速と経過時間との関係を示すグラフである。従来の送出ローラ１１（図９参照）を用いた場合、図の破線で示すように、給紙開始と同時に送出ローラ１１の外周面の周速が急激に立ち上がっている。即ち、ローラ体１１ａの外周面と駆動入力軸１１ｂとが同時に高速回転し始めるため、用紙との間に摩擦力の低下が生じてしまう。
【００２８】
一方、本実施形態の送出ローラ１１を用いた場合、図の実線で示すように、給紙開始直後は送出ローラ１１の外周面の周速は緩やかに立ち上がり、徐々に加速して一時的に駆動入力軸１１ｂの回転速度を超えた後（図の円Ｓ部分）、駆動入力軸１１ｂの回転速度と等速になっている。即ち、ローラ体１１ａの外周面が駆動入力軸１１ｂに遅れて高速回転し始めるため、用紙との間に所定の摩擦力を確保することができる。また、給紙開始後は一時的に外周面の速度が加速されることにより、給紙開始直後に生じた遅れが相殺されるので、給紙タイミングを変更することなく従来の送出ローラ１１に代えて使用することができる。
【００２９】
なお、本実施形態の送出ローラ１１では、ローラ体１１ａを２つの第１ゴム層３１ａ、３１ｂと、その間に挟まれた低硬度の第２ゴム層３１ｃから成る３層構造としているが、例えば図３（ａ）に示すように、第１ゴム層３１ａの内側に低硬度の第２ゴム層３１ｃを設けた２層構造とすることもでき、図３（ｂ）に示すように、低硬度の第２ゴム層３１ｃを２層以上設けた構造とすることもできる。また、図３（ｃ）のように、ローラ体１１ａの中心部に従来例（図９参照）と同様の心材３０を配置し、その周囲に低硬度の第２ゴム層３１ｃ、高硬度の第１ゴム層３１ａを順次積層しても良い。
【００３０】
図４は、本発明の第２実施形態に係る送出ローラの構成を示す図であり、図４（ａ）は送出ローラの側面図、図４（ｂ）は給紙開始直後の送出ローラの側面図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、送出ローラ１１のローラ体１１ａは、単一の第１ゴム層３１ａで形成されており、第１ゴム層３１ａ内には断面同心円状の中空構造３２がローラ体１１ａの両端を貫通するように形成されている。
【００３１】
また、中空構造３２の外側と内側の第１ゴム層３１ａは、中空構造３２の断面４箇所に均等配置された連結部３３により連結されている。連結部３３はローラ体１１ａの一端から他端まで連続して設けられており、第１ゴム層３１ａと同一の材料で一体形成されている。第１ゴム層３１ａの外周面には、第１実施形態と同様に凹凸構造が形成されている。
【００３２】
本実施形態の送出ローラ１１を用いて給紙を行う場合も、送出ローラ１１の外周面の周速と経過時間との関係は図２と同様となる。即ち、給紙が開始され駆動入力軸１１ｂに回転力が入力されると、図４（ｂ）に示すように、駆動入力軸１１ｂ及びその周囲の第１ゴム層３１ａは矢印Ａの速度で同時に回転を開始するが、連結部３３は回転方向と逆方向に弾性変形するため、連結部３３の外側に位置する第１ゴム層３１ａの回転速度は矢印Ａよりも小さい速度（矢印Ｂ）となり、ローラ体１１ａの外周面の速度に一時的に遅れが発生する。
【００３３】
これにより、第１実施形態と同様に用紙とローラ体１１ａとの間の摩擦力を最大限に引き出して用紙を円滑且つ確実に送出する。さらに給紙開始後は、連結部３３の変形が時間経過とともに復元して図４（ａ）の状態に戻るため、用紙送出中に一時的に第１ゴム層３１ａの速度が増加し、給紙開始直後に生じた外周面の遅れが相殺されるので給紙タイミングも変化しない。また、ローラ体１１ａを単一の材料で形成できるため、第１実施形態に比べて送出ローラ１１の構造が簡単になり、コスト的にも有利となる。
【００３４】
中空構造３２の厚さ（連結部３３の高さ）については、僅かでもある程度の効果が期待できるが、実用上十分な効果を発揮するためには、第１実施形態の第２ゴム層３１ｃと同様に４〜５ｍｍ程度が適当である。また、連結部３３の幅についても特に制限はないが、給紙開始時の摩擦力により弾性変形が可能な大きさにしておく必要がある。また、連結部３３をローラ体１１ａの一端から他端まで断続的に設けても良い。
【００３５】
本実施形態の送出ローラ１１では、ローラ体１１ａを形成する第１ゴム層３１ａの内部に中空構造３２を設け、内側と外側の第１ゴム層３１ａを４箇所の連結部３３で連結した構造としているが、２箇所、或いは３箇所に設けても良く、図５（ａ）に示すように、５箇所以上に設けても良い。ただし、ローラ体１１ａを均質にしておく必要があるため、連結部３３は中空構造３２の断面に対して均等に配置することが好ましい。また、図５（ｂ）に示すように、ローラ体１１ａの中心部に従来例（図９参照）と同様の心材３０を配置し、その周囲に中空構造３２、連結部３３を有する第１ゴム層３１ａを積層しても良い。
【００３６】
その他本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、第１ゴム層３１ａ、３１ｂ、第２ゴム層３１ｃ、或いは中空構造３２の厚さなどの寸法は例示であり、送出ローラ及びそれを搭載する給紙装置の仕様により上記以外の数値に適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、少なくとも外周部がゴム層で形成された円筒状のローラ体と、該ローラ体の中心を貫通する駆動入力軸とから成り、用紙収納部に収納された用紙束の最上面に接し、最上の用紙から順に送り出す給紙装置の送出ローラにおいて、ローラ体の内部を、前記駆動入力軸に回転力が入力されたとき一時的に弾性変形可能な構造としたこととする。
【００３８】
これにより、給紙開始直後は送出ローラの外周部を内部の弾性変形により駆動入力軸に比べ一時的に遅れて回転させ、用紙とローラ体との間の摩擦力を最大限に引き出すことができ、所定時間経過後は内部の復元力により外周部の遅れを相殺し、駆動入力軸と同期回転可能な給紙装置の送出ローラを提供する。
【００３９】
また、ローラ体の少なくとも外周部を断面同心円状に積層された複数のゴム層により構成し、最外周層以外のゴム層の１つ以上を最外周層よりも硬度の低いゴムで形成したことにより、給紙開始時にはローラ体内部の硬度の低いゴム層の変形により外周部の回転を適度に遅らせ、所定時間経過後は変形したゴム層の復元力により外周部の遅れを取り戻すことができるため、簡易且つ低コストで安定した用紙の送出が可能となる。
【００４０】
また、ローラ体のゴムで形成された部分に断面同心円状の中空構造を設け、中空構造の外側と内側を複数の連結部で連結したことにより、給紙開始時にはローラ体内部の連結部の変形により外周部の回転が適度に遅らせ、所定時間経過後は変形した連結部の復元力により外周部の遅れを取り戻すことができるため、安定した用紙の送出が可能となる上、送出ローラの構造も一層簡素化される。
【００４１】
また、本発明の送出ローラを搭載することにより、給紙効率を低下させることなく給紙ミスやジャムの発生を確実に防止可能な給紙装置を簡便且つ低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】は、本発明の第１実施形態に係る送出ローラの構造を示す側面図及び平面図である。
【図２】は、送出ローラの外周面の周速と経過時間との関係を示すグラフである。
【図３】は、第１実施形態に係る送出ローラの他の構造を示す側面図である。
【図４】は、本発明の第２実施形態に係る送出ローラの構造を示す側面図である。
【図５】は、第２実施形態に係る送出ローラの他の構造を示す側面図である。
【図６】は、従来の給紙装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図７】は、従来の給紙装置においてトレイが第１の位置に配置された状態を示す要部断面図である。
【図８】は、従来の給紙装置においてトレイが第２の位置に配置された状態を示す要部断面図である。
【図９】は、従来の送出ローラの構造を示す側面図及び平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１              給紙装置
１１            送出ローラ
１１ａ          ローラ体
１１ｂ          駆動入力軸
３０            心材
３１ａ、３１ｂ  第１ゴム層
３１ｃ          第２ゴム層
３２            中空構造
３３            連結部
【図１】
2006151636.tif 000003
【図２】
2006151636.tif 000004
【図３】
2006151636.tif 000005
【図４】
2006151636.tif 000006
【図５】
2006151636.tif 000007
【図６】
2006151636.tif 000008
【図７】
2006151636.tif 000009
【図８】
2006151636.tif 000010
【図９】
2006151636.tif 000011