(57)【要約】【課題】紙粉付着による摩擦力の低下及び摩耗による摩擦力の低下を防ぎ、高耐久なローラ部材等を実現し、高寿命及びメンテナンスフリーで安価な搬送ローラ等のシート作用部材を提供する。【解決手段】シートに接触し、摩擦力によってシートを搬送するための搬送ローラにおいて、シートとの作用面に複数の微小突起２４を有する表層ゴム部２２と、表層ゴム部２２と支持部との間の設けられた中間層ゴム部２３とを有し、中間層ゴム部２３の硬度を表層ゴム部２２の硬度よりも低くしたことを特徴とする。【選択図】    図１
2004307118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに接触し、摩擦力によってシートを搬送し、又はシートを分離するためのシート作用部材において、
シートとの作用面に複数の突起を有する表層と、
前記表層と支持部との間の設けられた中間層と、
を有し、
前記中間層の硬度を前記表層の硬度よりも低くしたことを特徴とするシート作用部材。
【請求項２】
前記中間層は、空孔を有する発泡層であることを特徴とする請求項１記載のシート作用部材。
【請求項３】
前記中間層は、複数の弾性体層を有し、前記複数の弾性体層の少なくとも一つ以上の弾性体層の硬度は、前記表層の硬度より低いことを特徴とする請求項１記載のシート作用部材。
【請求項４】
前記シート作用部材は、回転してシートを搬送するための搬送ローラであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシート作用部材。
【請求項５】
前記シート作用部材は、搬送されるシートに接触して複数枚のシートを１枚に分離するための分離パッドであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシート作用部材。
【請求項６】
シートを搬送するシート搬送装置において、
シートに接触し、摩擦力によってシートに搬送力を付与する回転可能な搬送ローラを有し、該搬送ローラとして請求項４記載のシート作用部材を用いたことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項７】
複数枚のシートを１枚ずつ分離搬送するシート搬送装置において、
シートに搬送力を付与する搬送部材と、
前記搬送されるシートに接触し、複数枚のシートを１枚に分離するための分離パッドと、
を有し、
前記分離パッドとして請求項５記載のシート作用部材を用いたことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項８】
シートに画像を形成する画像形成手段又はシート原稿の画像を読み取る画像読取手段を有し、前記前記画像形成手段又は前記画像読取手段へシートを給送する請求項６又は請求項７に記載のシート搬送装置を有することを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートに接触し、その摩擦力によってシートを搬送する搬送ローラ、又はシートを分離するための分離パット等のシート作用部材及びこれを用いたシート搬送装置並びに電子写真複写機・プリンタ・ワードプロセッサ及びファクシミリ装置等の画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式や、その他の記録方式を採用するプリンタ、複写機等の画像形成装置が普及している。そして装置の高性能化ならびに長寿命化の進行に伴い、画像形成装置に使用する搬送ローラの送り精度や耐久性の向上が必要になっている。また画像形成装置に使用する分離パッドも同様に分離精度や耐久性の向上が必要になっている。
【０００３】
ここで、従来の搬送ローラ１００は、図９に示すように、金属やモールドである軸部１０１とＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）やＣＲゴム（クロロプレンゴム）、シリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材で形成され、記録シートに接触し、摩擦力により記録シートを搬送する円筒状のゴム部１０２からなり、円筒状のゴム部１０２の円筒表面１０２ａには、図９に示す矢印Ｃ又はＤ方向に研磨加工が施されている。
【０００４】
また、図１０に示す分離パッド１０３も前述した搬送ローラ１００と同様に、ＥＰＤＭやＣＲゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材で形成され、搬送ローラと当接するゴム部１０４と、ゴム部１０４を保持するホルダ１０５から構成される。そして、ゴム部１０４のゴム表面１０４ａには、図１０に示す矢印Ｅ又はＦ方向に研磨加工が施されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の搬送ローラ及び分離パッドには以下に挙げる課題があった。
【０００６】
従来の搬送ローラで記録シートを搬送する場合、記録シートの搬送枚数が増えるのに伴い、記録シートの表面から発生する紙粉が搬送ローラの円筒表面に付着して、搬送ローラの摩擦力が低下して記録シートの搬送にすべりが生じ、画像の不具合やジャムが発生してしまう問題があった。このため装置本体の製品寿命を延ばすため、ユーザーに搬送ローラの清掃を要求したり、ユーザーが搬送ローラを交換できる構成にしていた。結果として、ユーザービリティーの低下や搬送ローラ交換可能な構成による部品の追加によるコストアップを招いていた。
【０００７】
また従来の分離パッドで記録シートを分離搬送する場合、記録シートの分離搬送枚数が増えるのに伴い、記録シートの表面から発生する紙粉が分離パッドの表面に付着して、分離パッドの摩擦力が低下して記録シートの重送が発生してしまう問題があった。そのため、搬送ローラの場合と同様の課題が生じていた。
【０００８】
本発明は従来の上記課題を解決するものであり、その目的は、紙粉付着による摩擦力の低下及び摩耗による摩擦力の低下を防ぎ、高耐久なローラ部材等を実現し、高寿命及びメンテナンスフリーで安価な搬送ローラ等のシート作用部材及びこれを用いたシート搬送装置並びに画像形成装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、シートに接触し、摩擦力によってシートを搬送し、又はシートを分離するためのシート作用部材において、シートとの作用面に複数の突起を有する表層と、前記表層と支持部との間の設けられた中間層と、を有し、前記中間層の硬度を前記表層の硬度よりも低くしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係るシート作用部材を用いた画像処理装置としてシートに画像を形成する画像形成装置を例示して説明する。
【００１１】
〔第１実施形態〕
第１実施形態はシート作用部材を搬送ローラとして用いた例、図１乃至図６を参照して説明する。なお、図１は搬送ローラのニップ状態を示す拡大説明図であり、図２は画像形成装置の全体模式説明図、図３は搬送ローラの全体を示す斜視説明図であり、図４乃至図６はローラ表面に形成されて微小突起の説明図である。
【００１２】
｛画像処理装置｝
まず、図２を参照して画像形成装置の全体構成について説明する。図２において、画像形成装置Ａはシート搬送装置Ｂによって積載された記録シートＰを１枚ずつ分離搬送し、その記録シートＰを搬送ローラ１ａと搬送コロ１ｂからなる搬送ローラ対１によって画像形成部へと搬送して電子写真方式により画像記録するものである。すなわち、前記記録シート搬送と同期してプロセスカートリッジ２内に収容された感光体ドラム３を回転させ、一次帯電器４で感光体ドラム３の表面を帯電させた後にレーザー走査光学系５から選択的な光照射して静電潜像を形成し、該潜像を現像器６でトナー現像する。そして、搬送された記録シートＰに対して転写ローラ７へ転写バイアスを印加することで前記トナー像を記録シートＰへ転写する。
【００１３】
次にトナー像が転写された記録シートＰを定着器８によって加熱、加圧してトナー像を記録シートＰに定着させ、定着後の記録シートＰを排出ローラ９ａと排出コロ９ｂからなる排出ローラ対９によって排出トレイ１０へと排出する如く構成している。
【００１４】
｛シート搬送装置｝
シート搬送装置Ｂは、記録シートＰを支持する給送トレイ１１と、この給送トレイ１１に支持されている記録シートＰの先端側を搬送ローラ１２に押し付けるための押圧手段である加圧板１３と、加圧板１３を付勢する加圧バネ１４と、搬送ローラ１２により送り出された記録シートＰを１枚ずつ分離するための分離手段である分離パッド１５と、分離パッド１５を搬送ローラ１２に付勢する分離バネ１６とを有している。
【００１５】
カム１７は搬送ローラ１２の軸１８に固定され、加圧板１３のカム部１３ａと接して装置待機状態では、記録材Ｐが搬送ローラ１２と接しないように加圧バネ１４に反して加圧板１３を付勢している。
【００１６】
搬送ローラ１２は、給送トレイ１１に積層支持された複数枚の記録シートＰの最上位のシート面に当接しつつ、分離パッド１５により１枚に分離された記録シートＰを搬送路１９に給送するものである。
【００１７】
｛シート作用部材｝
次に前記シート搬送装置Ｂに用いられている搬送ローラ１２の構成について、図３乃至図６を参照して説明する。
【００１８】
搬送ローラ１２は摩擦力によってシートに搬送力を付与するシート作用部材であり、図３に示すように、材質が金属やモールドである支持部としての軸部２０と、搬送ローラ１２の最外周の表層であって、材質がＥＰＤＭやＣＲゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材で形成され、記録シートＰに接触し、摩擦力により記録シートＰを搬送する円筒状の表層ゴム部２２と、軸部２０の外周と表層ゴム部２２との間に設けられた中間層であって、材質がＥＰＤＭやＣＲゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材で形成された中間層ゴム部２３とから構成される。
【００１９】
搬送ローラ１２の円筒状の表層ゴム部２２の円筒表面２２ａには、図４及び図５に示すように、微小突起２４が微細加工により形成されている。
【００２０】
（微小突起）
この微小突起２４は、図４に示すように、円筒表面２２ａから起立した起立部２４ａと、起立部２４ａの先端に球形状の球形部２４ｂとで構成された形状になっている。この微小突起２４は、隣接する微小突起２４と略等間隔Ｌになるように配置されている。また微小突起２４の高さは、搬送される記録シートＰの大きさや厚さなどを配慮して、１μｍ  〜５００μｍ  の範囲で形成されている。
【００２１】
これは１μｍ  よりも低いと、搬送ローラ１２への紙粉付着防止効果が少なく、耐久性の向上が少ないためであり、５００μｍ  よりも高いと記録シートＰ搬送時の微小突起２４の弾性変形による弾性力が搬送力に与える影響が大きくなり、安定した搬送力を保つことが難しくなるため、微小突起２４の高さは前記範囲にすることが望ましい。
【００２２】
なお、本実施形態にあっては微小突起２４の起立部２４ａは円筒形状である。また、図５に示すように、球形部２４ｂの直径Ｒは、起立部２４ａの円筒直径（太さ）ｒよりも大きく、起立部２４ａの長さｈより小さく構成されている。
【００２３】
上記構成を微小突起２４が設けられた搬送ローラ１２によって記録シートＰを搬送すると、図６（ａ）に示すように、矢印Ａ方向に搬送ローラ１２が回転して、記録シートＰは、矢印Ａ方向に搬送される。この際に、記録シートＰは搬送ローラの球形部２４ｂと接触して発生する摩擦力により搬送される。そして記録シートＰと接触して搬送している微小突起２４は、図６（ａ）に示すように、起立部２４ａが記録シートＰの搬送方向（矢印Ａ方向）と反対方向に弾性変形して倒れた状態になっている。この状態で記録シートＰは搬送されているが、記録シートＰの搬送中は記録シートＰと球形部２４ｂとの接触部で記録シートＰ表面から紙粉等の微小落下物（以下単に「紙粉」という）Ｓが発生して接触部付近で増加する。
【００２４】
そして、記録シートＰの搬送が終わると、微小突起２４は、図６（ｂ）に示すように、弾性変形状態から開放されて成形状態に戻る。この時、球形部２４ｂと記録シートＰとの接触部で発生していた紙粉Ｓは、球形部２４ｂが微小なため球形部２４ｂには、付着せずに円筒表面２２ａに付着堆積する。
【００２５】
ここで、搬送ローラ１２で記録シートＰを搬送する場合、記録シートＰの搬送枚数が増えるのに伴い、記録シートと接触する搬送ローラ１２の微小突起２４が摩耗することで変形や消失する可能性があり、搬送ローラ１２の摩擦力が低下して記録シートの搬送にすべりが生ずる可能性がある。
【００２６】
このため、微小突起２４の耐摩耗性を上げるために、搬送ローラ１２のゴム材の硬度を高めると、耐摩耗性は改善できるが、搬送ローラ１２と当接する分離パッド１５とのニップ幅が小さくなり、搬送する記録シートとの接触面が減り、結果として搬送不良が発生するおそれがある。
【００２７】
一方、搬送ローラ１２と当接する分離パッド１５とのニップ幅を大きくするため、分離パッド１５の押圧力を上げると製品のトルク負荷が大きくなってしまう。
【００２８】
そこで、本実施形態にあってはローラの硬度を表層とその下層の中間層とで異ならせることにより、上記問題を改善している。
【００２９】
（弾性体層の硬度）
次に搬送ローラ１２の硬度について説明する。図１及び図３に示す搬送ローラ１２の中間層ゴム部２３は、空孔を有する発泡スポンジゴム（発泡層）や例えば、硬度１５°〜３０°程度の低硬度のゴム材が用いられており、表層ゴム部２２には例えば硬度４０°以上の高硬度で耐摩耗性に優れるゴム材が用いられており、中間層ゴム部２３の硬度は、表層ゴム部２２の硬度より低く設定されている。
【００３０】
図１において、Ｎは搬送ローラ１２と分離パッド１５のニップである。本実施形態の搬送ローラ１２では、表層ゴム部２２を高硬度で耐摩耗性に優れるゴム材を用いた場合でも中間層ゴム部２３の硬度を低く設定することにより、搬送ローラ表面硬度を低くすることができるため、分離パッド１５の押圧力が低い状態で、搬送ローラ１２と分離パッド１５のニップＮの幅を大きくすることができる。
【００３１】
これにより、耐摩耗性の優れた搬送ローラ１２を実現すると伴に、分離パッド１５の押圧力を低い状態でも給搬送性能を向上することができ、分離パッド１５の押圧力低減によってシート搬送装置Ｂの駆動トルクを低くできる効果もある。
【００３２】
なお、搬送ローラ１２は、断面形状がＤ文字状のものでも当然、同様の効果が得られる。また、本実施形態では、搬送ローラ１２の中間層ゴム部２３は単層状であるが、複数の弾性体層であっても表層ゴム部２２より硬度の低いゴム材を用いていれば本実施形態と同じ効果がある。
【００３３】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態として、シート作用部材を分離パッド１５に用いた例を図７及び図８を参照して説明する。なお、図７は分離パッドの全体を示す概略斜視説明図であり、図８は分離パッドに設けられた微小突起の存在する部分の拡大斜視説明図である。
【００３４】
本実施形態に係る分離パッド１５は、図７に示すように、材質が金属やモールドで構成された支持部としてのホルダ部２５と、材質がＥＰＤＭやシリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材で形成され、記録シートＰに接触し、摩擦力により記録シートＰを分離する高摩擦表層ゴム部２６と、ホルダ部２５と高摩擦表層ゴム部２６との間に設けられた中間層であって、材質がＥＰＤＭやＣＲゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材で形成された中間層ゴム部２３とから構成される。
【００３５】
そして、表層である前記高摩擦表層ゴム部２６に第１実施形態と同様な微小突起２４が設けられている。
【００３６】
また、分離パッド１５の中間層ゴム部２３は、第１実施形態と同様に、空孔を有する発泡スポンジゴムや例えば、硬度１５°〜３０°程度の低硬度のゴム材が用いられており、高摩擦表層ゴム部２６には例えば硬度４０°以上の高硬度で耐摩耗性に優れるゴム材が用いられており、中間層ゴム部２３の硬度は、高摩擦表層ゴム部２６の硬度より低く設定されている。
【００３７】
従って、高摩擦表層ゴム部２６を高硬度で耐摩耗性に優れるゴム材を用いた場合でも中間層ゴム部２３の硬度を低く設定することにより分離パッド表面硬度を低くすることができるため、この分離パッド１５でシートを分離する場合には、図５に示すように、分離パッド１５の押圧力が低い状態で、分離パッド１５と搬送ローラ１２とのニップＮの幅を大きくすることができる。
【００３８】
これにより耐摩耗性の優れた分離パッド１５を実現すると伴に、分離パッド１５の押圧力を低い状態でも分離性能を向上することができ、分離パッド１５の押圧力低減によってシート搬送装置Ｂの駆動トルクを低くできる効果もある。
【００３９】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では微小突起２２の起立部２２ａを円筒状にした例を示したが、この起立部２２ａの形状は円筒状に限らず、円錐状や多角推状、多角柱状にしてもよい。
【００４０】
また、前述した第１実施形態では、シート作用部材として搬送ローラ１２について説明したが、この搬送ローラ１２は、他の搬送ローラ１ａ、転写ローラ７、排出ローラ９ａについても同様の構成にすることにより、同様の効果が得られる。
【００４１】
また、前述した実施形態では画像処理装置としてシートを搬送し、これに画像を記録する画像形成装置を例示したが、前述したシート作用部材としての搬送ローラや分離パッド、あるいはシート搬送装置は複数枚の原稿を１枚ずつ分離搬送し、これを画像読取手段によって読み取る画像読取装置にも好適に用いることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、搬送ローラや分離パッド等のシート作用部材に設けた微小突起の耐摩耗性を改善すると同時に、シート作用部材に対する押圧力を小さくしてもニップ幅を確保することができるため、高耐久なシート作用部材を実現し、且つ、高寿命で低トルクなシート搬送装置等を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】搬送ローラのニップ状態を示す拡大説明図である。
【図２】画像形成装置の全体模式説明図である。
【図３】搬送ローラの全体を示す斜視説明図である。
【図４】ローラ表面に形成されて微小突起の説明図である。
【図５】ローラ表面に形成されて微小突起の説明図である。
【図６】ローラ表面に形成されて微小突起の説明図である。
【図７】分離パッドの全体を示す概略斜視説明図である。
【図８】分離パッドに設けられた微小突起の存在する部分の拡大斜視説明図である。
【図９】従来の搬送ローラの概略斜視図である。
【図１０】従来の分離パッドの概略斜視図である。
【符号の説明】
Ａ    …画像形成装置
Ｂ    …シート搬送装置
Ｐ    …記録シート
Ｓ    …紙粉
１    …搬送ローラ対
１ａ  …搬送ローラ
１ｂ  …搬送コロ
２    …プロセスカートリッジ
３    …感光体ドラム
４    …一次帯電器
５    …レーザー走査光学系
６    …現像器
７    …転写ローラ
８    …定着器
９    …排出ローラ対
９ａ  …排出ローラ
９ｂ  …排出コロ
１０    …排出トレイ
１１    …給送トレイ
１２    …搬送ローラ
１３    …加圧板
１３ａ  …カム部
１４    …加圧バネ
１５    …分離パッド
１６    …分離バネ
１７    …カム
１８    …軸
１９    …搬送路
２０    …軸部
２２    …表層ゴム部
２２ａ  …円筒表面
２３    …中間層ゴム部
２４    …微小突起
２４ａ  …起立部
２４ｂ  …球形部
２５    …ホルダ部
２６    …高摩擦表層ゴム部
【図１】
2004307118.tif 000003
【図２】
2004307118.tif 000004
【図３】
2004307118.tif 000005
【図４】
2004307118.tif 000006
【図５】
2004307118.tif 000007
【図６】
2004307118.tif 000008
【図７】
2004307118.tif 000009
【図８】
2004307118.tif 000010
【図９】
2004307118.tif 000011
【図１０】
2004307118.tif 000012