(57)【要約】【課題】固定部材と可動部材の凹凸部が軸方向で嵌合するトルクリミッタにおいて、高いトルク安定性を有し、コスト低減を実現することができるリタードロール、給紙装置及びこれを有する画像形成装置を提供する。【解決手段】トルクリミッタ７８は、回転を規制して支持された固定部材１０６と回転自在に支持された可動部材１０８とを有する。固定部材１０６は、円形状の凸部１２０を有し、可動部材１０８に形成された円形状の凹部１１４と軸方向で嵌合し摺動している。これにより、摺動する嵌合部１１６の面積を減少することができ、径方向に付勢されている押圧力の影響も受けにくいので、摺動面の摩擦や撓みによるトルクの不安定を防止することができる。また、金属材料を用いている固定部材１０６の形状がシンプルであり、かつ小型化されているので、コスト低減を実現することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の内壁を有する第１の部材と、円筒状の外壁を有し、この外壁が前記第１の部材の内壁の内側に配置された第２の部材と、前記第１の部材の内壁と前記第２の部材の外壁との間に配置され、前記第１の部材と第２の部材が相対的に回転するときのトルクに応じて前記第１の部材と前記第２の部材との間の摩擦を変化させる弾性部材と、を有し、前記第１の部材又は前記第２の部材のいずれか一方に、軸方向に凹む円形の凹部が、他方に、軸方向に突出する円形の凸部が形成され、該凹部と凸部が軸方向で嵌合してなるトルクリミッタ。
【請求項２】
円筒状の内壁と円筒状のロール面とを有する可動部材と、円筒状の外壁を有し、この外壁が前記可動部材の内壁の内側に配置された固定部材と、前記可動部材が前記固定部材に対して回転するときのトルクに応じて前記固定部材と前記可動部材との間の摩擦を変化させる弾性部材とを有し、前記可動部材又は前記固定部材のいずれか一方に、軸方向に凹む円形の凹部が、他方に、軸方向に突出する円形の凸部が形成され、該凹部と凸部が軸方向で嵌合してなるリタードロール。
【請求項３】
さらに前記可動部材を回転自在に支持する軸受け部材を有することを特徴とする請求項２記載のリタードロール。
【請求項４】
前記可動部材には軸方向に突出する軸部を有し、この軸部の外側に軸受け部材が嵌合したことを特徴とする請求項３記載のリタードロール。
【請求項５】
前記可動部材には軸方向に凹む軸部を有し、この軸部の内側に軸受部材が嵌合したことを特徴とする請求項３記載のリタードロール。
【請求項６】
回転自在に支持されたフィードロールと、このフィードロールに対向して設けられたリタードロールと、このリタードロールを前記フィードロールに向けて付勢する付勢手段とを有し、前記リタードロールは、円筒状の内壁と円筒状で前記フィードロールに当接するロール面とを有する可動部材と、円筒状の外壁を有し、この外壁が前記可動部材の内側に配置された固定部材と、前記可動部材が前記固定部材に対して回転するときのトルクに応じて前記固定部材と前記可動部材との間の摩擦を変化させる弾性部材とを有し、前記可動部材には軸方向に凹む円形の凹部が、前記固定部材には軸方向に突出する円形の凸部が形成され、該凹部と凸部が軸方向で嵌合することを特徴とする給紙装置。
【請求項７】
前記リタードロールは、さらに前記可動部材を回転自在に支持する軸受け部を有し、前記付勢手段は押圧ばねから構成され、この押圧ばねにより前記軸受け部材を押圧するようにしたことを特徴とする請求項６記載の給紙装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載の給紙装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクリミッタ、このトルクリミッタを有するリタードロール、このリタードロールを有する給紙装置、及びこの給紙装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、画像形成部に用紙を供給する給紙装置を備えている。給紙装置は、給紙カセット等に載積された用紙を一枚ずつ捌いて画像形成部に供給する必要がある。従来の用紙捌き機構の一つとして、フィードロールに対向してリタードロールを用いるものが知られている。このリタードロールにコイルバネを利用したトルクリミッタを使用し、このトルクリミッタを固定ドラム部と、この固定ドラム部の周囲に可動ドラム部を設けたものが公知となっている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来例においては、固定ドラム部に支持部が一体成型され、この支持部により加圧バネの付勢力を受けるように構成されている。この固定ドラム部に金属を用いた場合は、コストが高くなる。また、固定ドラムに樹脂を用いた場合は、全長が長くかつ径が小さいときには固定ドラムの強度不足により撓みが発生し、異音、磨耗、トルク不安定等を起こすことがある。
【０００５】
本発明は、高い剛性及びトルク安定性を有し、コスト低減を実現するトルクリミッタ、このトルクリミッタを有するリタードロール、このリタードロールを有する給紙装置、及びこの給紙装置を有する画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目標を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、円筒状の内壁を有する第１の部材と、円筒状の外壁を有し、この外壁が前記第１の部材の内壁の外側に配置された第２の部材と、前記第１の部材の内壁と前記第２の部材の外壁との間に配置され、前記第１の部材と第２の部材が相対的に回転するときのトルクに応じて前記第１の部材と前記第２の部材との間の摩擦を変化させる弾性部材とを有し、前記第１の部材又は前記第２の部材のいずれか一方に、軸方向に凹む円形の凹部が、他方に、軸方向に突出する円形の凸部が形成され、該凹部と凸部が軸方向で嵌合してなるトルクリミッタにある。したがって、凹部と凸部の摺動面が付勢手段の付勢する方向と異なるので、押圧力の影響を緩和することができる。
【０００７】
本発明の第２の特徴とするところは、円筒状の内壁と円筒状のロール面とを有する可動部材と、円筒状の外壁を有し、この外壁が前記可動部材の内壁の内側に配置された固定部材と、前記可動部材が前記固定部材に対して回転するときのトルクに応じて前記固定部材と前記可動部材との間の摩擦を変化させる弾性部材とを有し、前記可動部材又は前記固定部材のいずれか一方に、軸方向に凹む円形の凹部が、他方に、軸方向に突出する円形の凸部が形成され、該凹部と凸部が軸方向で嵌合してなるリタードロールにある。
【０００８】
好ましくは、前記リタードロールは、前記可動部材を回転自在に支持する軸受け部材を有する。
【０００９】
好ましくは、前記リタードロールは、前記可動部材には軸方向に突出する軸部を有し、この軸部の外側に軸受け部材が嵌合することによって支持される。
【００１０】
好ましくは、前記リタードロールは、前記可動部材には軸方向に凹む軸部を有し、この軸部の内側に軸受部材が嵌合することによって支持される。
【００１１】
本発明の第３の特徴とするところは、回転自在に支持されたフィードロールと、このフィードロールに対向して設けられたリタードロールと、このリタードロールを前記フィードロールに向けて付勢する付勢手段とを有し、前記リタードロールは、円筒状の内壁と円筒状で前記フィードロールに当接するロール面とを有する可動部材と、円筒状の外壁を有し、この外壁が前記可動部材の内側に配置された固定部材と、前記可動部材が前記固定部材に対して回転するときのトルクに応じて前記固定部材と前記可動部材との間の摩擦を変化させる弾性部材とを有し、前記可動部材には軸方向に凹む円形の凹部が、前記固定部材には軸方向に突出する円形の凸部が形成され、該凹部と凸部が軸方向で嵌合する給紙装置にある。
【００１２】
好ましくは、前記リタードロールは、さらに前記可動部材を回転自在に支持する軸受け部材を有し、前記付勢手段は押圧ばねから構成され、この押圧ばねにより前記軸受け部材を押圧する。
【００１３】
本発明は、上述した給紙装置を有する画像形成装置を含むものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トルクリミッタの固定部材又は可動部材のいずれか一方に、軸方向に凹む円形の凹部を、他方に、軸方向に突出する凸部を形成し、該凹部と凸部を軸方向で嵌合したことにより、高い剛性及びトルク安定性と、コスト低減を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
図１において、本発明の実施に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に像形成手段１４が搭載され、この画像形成装置本体１２の上部に排出部１６が設けられていると共に、この画像形成装置本体１２の下部に給紙装置１８が設けられている。給紙装置１８は、用紙束を収納する給紙カセット２０と、給紙本体部２２を有する。給紙本体部２２は、互いに対峙するフィードロール２４とリタードロール２６とを有する。この給紙本体部２２により給紙カセット２０に収納された用紙束の最上位にある用紙を供給するようになっている。
【００１６】
排出部１６は、画像形成装置本体１２に対して回転自在の傾斜部２８を有する。この傾斜部２８は、排出口部が低く、正面方向（図１の右方向）に向けて徐々に高くなるように傾斜しており、排出口部分を下端とし、高くなった先端を上端としている。この傾斜部２８は下端を中心に回動自在であるよう画像形成装置本体１２に支持されている。図１において２点鎖線で示すように、傾斜部２８を上方に回転して開いたときには、開放部３０が形成され、この開放部３０を介して後述するプロセスカートリッジ３２が脱着できるようにしてある。
【００１７】
像形成手段１４は、例えば電子写真方式のもので、感光体からなる像担持体３４と、この像担持体３４を一様帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置３６と、この帯電装置３６により帯電された像担持体３４に、光により潜像を書き込む光書込み装置３８と、この光書込み装置３８により形成された像担持体３４の潜像を現像剤により可視化する現像装置４０と、この現像装置４０による現像剤像を用紙に転写する例えば転写ロールからなる転写装置４２と、像担持体３４に残存する現像剤をクリーニングする例えばブレードからなるクリーニング装置４４と、転写装置４２により転写された用紙上の現像剤像を用紙に定着させる例えば加圧ロールと加熱ロールとからなる定着装置４６とから構成されている。光書込み装置３８は例えば光走査型のレーザ露光装置からなり、給紙装置１８の給紙カセット２０と平行で画像形成装置本体１２の前面（図１の右側面）近傍に配置され、現像装置４０を露光する。また、現像装置４０は、像担持体３４と対向する現像ロール４８を有する。
【００１８】
プロセスカートリッジ３２は、像担持体３４、帯電装置３６、現像装置４０及びクリーニング装置４４を一体化したものである。このプロセスカートリッジ３２は、排出部１６の傾斜部２８の直近下方に配置されており、前述したように、傾斜部２８を開いたときに形成される開放部３０を介して脱着される。
【００１９】
また、画像形成装置本体１２には、例えばレジストロール５０が転写装置４２の上流側（図１の下方側）に配置されている。給紙装置１８の給紙カセット２０から搬送路５２に搬送された用紙は、このレジストロール５０により一時停止され、所定のタイミングで像形成手段１４に送られて像が形成され、排出ロール５４により排出部１６へ排出される。
【００２０】
ただし、両面印刷の場合は、反転路に戻される。即ち、排出ロール５４の手前は２股に分かれ、その分かれた部分に切換爪５６が設けられていると共に、分かれた部分からレジストロール５０まで戻る反転路５８が形成されている。この反転路５８には搬送ロール６０ａ〜６０ｃが設けられており、両面印刷の場合には、切換爪５６が反転路５８を開く側に切り換えられ、排出ロール５４に用紙の後端手前がかかる時点で排出ロール５４が反転し、用紙が反転路５８に導かれ、レジストロール５０、転写装置４２と像担持体３４との間及び定着装置４６を通って排出部１６へ排出されるものである。
【００２１】
図２において、給紙本体部２２の詳細が示されている。
給紙本体部２２は、画像形成装置本体１２に支持されるフィードロール２４と、給紙カセット２０配置される後述する軸受け部材６２，６４と、前記軸受け部材６２、６４に支持されるリタードロール２６及び付勢手段である押圧ばね６６とを有する。
フィードロール２４は、半月ロール６８と、リング状のコロ７０ａ，７０ｂと、このコロ７０ａ，７０ｂが回動自在であるよう支持するコロ支持部材７２ａ，７２ｂとを有し、これらが組み立てられて回転軸７４に装着されている。
リタードロール２６及びフィードロール２４は対向して配置され、フィードロール２４のコロ７０ａ，７０ｂがリタードロール２６に常時接触し、半月ロール６８がリタードロール２６に間欠的に接触するようになっている。
【００２２】
図３において、リタードロール２６の詳細が示されている。
リタードロール２６は、後述するトルクリミッタ７８を有し、このトルクリミッタ７８のロール面（外周面）８０に摩擦部材８２が圧入されている。摩擦部材８２は、例えばゴム等の弾性体からなる。このリタードロール２６の両側面には、後述する固定軸部８４及び可動軸部８６が軸方向に突出形成される。
【００２３】
固定軸部８４及び可動軸部８６には、固定軸受け部材６２及び可動軸受け部材６４が嵌合し、この固定軸受け部材６２と可動軸受け部材６４とにより、リタードロール２６が支持されている。即ち、固定軸部８４は円筒形状で内部が空洞の中空軸になっており、対する固定軸受け部材６２には円柱形状をした突出部８８が形成されている。この固定軸部８４の内周面に、固定軸受け部材６２の突出部８８の外周面が内接し嵌合している。また、この突出部８８の一部には複数個の半径方向に突起したキー部９２が形成され、固定軸部８４に設けられたキー溝部９４と係合して、固定軸部８４の回転を規制している。
一方、可動軸部８６は円柱状の突出形状になっており、対する可動軸受け部材６４には円形状に貫通している軸受け部９０が形成されている。この可動軸部８６は、外周面に可動軸受け部材６４の軸受け部９０が内接し、回転自在に支持されている。
【００２４】
給紙カセット２０の奥端近傍にはリタードロール収納部９６が形成され、このリタードロール収納部９６を囲むようにシュート（案内部材）９８が設けられている。またリタードロール収納部９６の両側面には軸受け部材取付部１００，１００が形成されている。さらに、この軸受け部材取付部１００には係合部１０２，１０２が形成されている。一方、固定軸受け部材６２及び可動軸受け部材６４の両側面には、係合部１０２と係合するよう係合溝１０４，１０４が形成されている。固定軸受け部材６２及び可動軸受け部材６４は、軸受け部材取付部１００，１００に配置され、係合溝１０４と傾向部１０２が係合することにより、軸受け部材６２，６４の軸方向の移動が規制されている。
さらに、固定軸受け部材６２及び可動軸受け部材６４の下面には、垂直方向に押圧ばね６６が配置され、この押圧ばね６６により、固定軸受け部材６２及び可動軸受け部材６４を介して、リタードロール２６をフィードロール２４に向けて付勢している。この押圧ばね６６の押圧力は、固定軸受け部材６２及び可動軸受け部材６４の下面に垂直方向から作用しているため、リタードロール２６の軸方向の傾きを抑えることが出来る。
【００２５】
こうしてリタードロール２６は、給紙カセット２０のリタードロール収納部９６に配置され、フィードロール２４に当接する位置に容易に組み込むことができる。
【００２６】
図４及び図５においてトルクリミッタ７８の詳細が示されている。
トルクリミッタ７８は固定部材１０６と可動部材１０８と、弾性部材である例えばコイルバネ１１０と、蓋部材１１２とを有する。固定部材１０６は、例えばステンレス等の金属材料からなり、また、可動部材１０８は、例えばプラスチック等の樹脂材料からなる。
可動部材１０８は外周に円筒形状のロール面８０を有しており、また内部には軸方向に凹む円筒形状の凹部１１４が形成され、さらに内側に軸方向に凹む円形状の嵌合部１１６が形成され、さらに内部に嵌合部１１６より小径の空洞部１１８が形成されている。この空洞部１１８は、トルクリミッタ７８に付勢される押圧力の大きさによって自由に形状やサイズを変更でき、場合により可動部材１０８を補強することができる。
【００２７】
固定部材１０６は円筒形状をしており、上述した固定軸部８４、及び固定軸部８４と同径で可動部材１０８に対して突出する凸部１２０を有する。さらに、この凸部１２０は外周面に摩擦部１２２を有する。
【００２８】
コイルバネ１１０は、可動部材１０８の凹部１１４の内周面と固定部材１０６の凸部１２０の外周面との間に配置されている。このときコイルバネ１１０は、固定部材１０６の摩擦部１２２に弾性的に巻き付けられ、一端は可動部材１０８に設けられた規制部１２４によって回転方向の動きを規制されている。コイルバネ１１０は、規制部１２４の規制により可動部材１０８と共に回転し、固定部材１０６の摩擦部１２２との摩擦力によってトルクを発生する。
【００２９】
固定部材１０６の凸部１２０は、嵌合部１１６に嵌合し、可動部材１０８に対して、径方向及び軸方向の移動を規制されている。また、この嵌合部１１６が固定部材１０６と可動部材１０８の摺動面となっている。
【００３０】
蓋部材１１２は、リング状に形成され、可動部材１０８の蓋受け部１２６に嵌め込こまれ、コイルバネ１１０の軸方向の移動を規制している。また、蓋部材１１２の内径は、固定部材１０６の外周に接触しないよう形成されている。
なお、蓋部材１１２は固定部材１０６と一体成形にしてもよい。
また、固定部材１０６を回転させ可動部材１０８の回転を規制してもよい。
さらに、固定部材１０６に凹部を形成し、可動部材１０８に凸部を形成し、嵌合してもよい。
【００３１】
次に上記実施形態の作用について説明する。
フィードロール２４が図２に示した位置から時計方向に回転すると、給紙カセット２０に収納された最上位の用紙がピックアップされ、フィードロール２４とリタードロール２６のニップ部７６に案内される。
【００３２】
フィードロール２４の回転に伴って、当接するリタードロール２６は反時計回りに回転する。この回転するリタードロール２６では可動部材１０８及び規制部１２４によって規制されたコイルバネ１１０は回転するが、固定部材１０６は固定軸受け部材６２により回転規制されている。この停止する固定部材１０６の凸部１２０と、回転する可動部材１０８の凹部１１４は、嵌合部１１６において当接及び摺動する。
【００３３】
このとき回転するコイルバネ１１０の内周面と、この内周面に接触する固定部材１０６との間には摩擦トルクが発生する。この摩擦トルクは、可動部材１０８の回転を妨げるが、用紙が一枚の場合は、用紙裏面を介してフィードロール２４から伝達される回転力が大きいため、可動部材１０８はコイルバネ６６の押圧力を受けながら従動回転を続ける。用紙がニップ部７６を通過した後、フィードロール２４は図２に示す位置で停止し給紙動作を終了する。
【００３４】
一方、ニップ部７６に用紙が二枚以上案内された場合には、フィードロールの半月ロール６８及びリタードロール２６の摩擦部材８２の摩擦力と比較し、用紙間の摩擦が小さいためにすべりを起こす。これにより、フィードロール２４から伝達される回転力が遮断され、リタードロール２６は上述した摩擦トルクにより回転を停止する。続いて、摩擦部材８２の摩擦力によってリタードロール２６に接している用紙も停止する。こうして、フィードロール２４に接している最上位の用紙のみが分離給送される。
【００３５】
固定部材１０６に可動部材１０８が回転する場合、固定部材１０６に凸部１２０を形成し、可動部材１０８に凹部１１４を形成し、この凸部と凹部を軸方向で嵌合及び摺動しているので、トルクの不安定を防止することができる。即ち、押圧ばね６６による押圧力は、リタードロール２６の半径方向に付与されているのに対し、嵌合部１１６の摺動面は軸方向に設けられている。さらに、嵌合部１１６の摺動面の面積は、摩擦部１２２に対して小さく形成されている。したがって、押圧ばね６６の押圧力による摺動面の撓み及び摩擦の影響を受けにくいので、トルクの安定性を実現できるものである。
【００３６】
なお、固定部材１０６の摩擦部１２２の磨耗等により固定部材１０６を交換する場合は、可動部材１０８から古い固定部材を取り外し、新しい固定部材を可動部材１０８に組み込めばよいので、資源を無駄にすることなく容易に交換作業を行うことができるものである。さらに、金属材料を用いている固定部材１０６の形状がシンプル且つ小型化されているので、コスト低減を実現することができる。
【００３７】
次に、本発明に係る第２の実施形態を図６に基いて説明する。
【００３８】
なお、第１の実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３９】
第２の実施形態において、可動部材１０８に軸方向には可動軸部８６が軸方向に凹むように形成されている。一方、可動軸受け部材６４には軸受け部９０が突出して形成されている。この軸受け部９０が可動軸部８６に挿入されてトルクリミッタ７８の一端が可動軸受け部材６４に回転自在に支持されている。
【００４０】
このため、可動部材１０８から突出する軸部がなくなり、トルクリミッタ７８をより小型化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上述べたように、本発明は、用紙の安定供給及びコスト低減を実現する必要がある画像形成装置等の給紙装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る給紙装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るリタードロール取付状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るトルクリミッタの分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係るトルクリミッタの断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るトルクリミッタの断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  画像形成装置
１２  画像形成装置本体
２０  給紙カセット
２２  給紙本体部
２４  フィードロール
２６  リタードロール
６２  固定軸受け部材
６４  可動軸受け部材
６６  押圧ばね
７８  トルクリミッタ
８０  ロール面
８４  固定軸部
８６  可動軸部
８８  突出部
９０  軸受け部
１０６  固定部材
１０８  可動部材
１１０  コイルバネ
１１４  凹部
１１６  嵌合部
１２０  凸部
１２２  摩擦部
【図１】
2006027793.tif 000003
【図２】
2006027793.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006027793.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006027793.tif 000008