(57)【要約】  【課題】給紙装置において通紙時の鳴きを低減する。  【解決手段】  用紙を搬送する給紙ローラと、該給紙ローラに圧接される分離パッドとを備え、給紙ローラと上記分離パッドとの間を通紙する給紙装置において、通紙時に発生する異音の原因となる上記分離パッドの振動を異音を録音して得られた振動周波数から求め、分離パッドを支持する支持台、分離パッド付勢バネ、用紙カセット、上記給紙ローラの支軸、該支軸の軸受部材、給紙装置のハウジング材を含む上記分離パッド以外の給紙装置を構成する部材の固有振動周波数と、上記測定された分離パッドの振動周波数とがずれるように設計し、分離パッドと上記部材との共振、共鳴を防ぐことで通紙時の異音発生を低減できる構成としている。  【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を搬送する給紙ローラと、該給紙ローラに圧接される分離パッドとを備え、給紙ローラと上記分離パッドとの間を通紙する給紙装置において、通紙時に発生する異音の原因となる上記分離パッドの振動測定方法であって、
上記給紙装置の近傍にマイクロフォンをセットし、
通紙時に発生する異音を上記マイクロフォンで録音すると共に、該録音した異音を周波数分析器で分析して異音の振動周波数を得る一方、
上記分離パッドに固定して外部に引き出される伝動材にピックアップ計を取り付け、通紙時における分離パッドの振動を上記伝動材を介してピックアップ計で計測し、該計測した振動を周波数分析器で分析して分離パッドの振動周波数を得た後、
上記分離パッドの振動周波数と上記異音の振動周波数とを比較して相関関係を導き、
その後、異音の振動周波数を測定して、上記相関関係に基づいて分離パッドの振動周波数を求めている給紙装置の分離パッド振動測定方法。
【請求項２】
上記異音の振動周波数が分離パッドの振動周波数と同等であるとして、異音の振動周波数を分離パッドの振動周波数としている請求項１に記載の給紙装置の分離パッド振動測定方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の測定方法より得られた分離パッドの振動周波数に基づいて、異音が低減される給紙装置を設計する手法であって、
上記分離パッドを支持する支持台、分離パッド付勢バネ、用紙カセット、上記給紙ローラの支軸、該支軸の軸受部材、給紙装置のハウジング材を含む上記分離パッド以外の給紙装置を構成する部材の固有振動周波数と、上記測定された分離パッドの振動周波数とがずれるように設計し、分離パッドと上記部材との共振、共鳴を防ぐことで通紙時の異音発生を低減できる構成としている給紙装置の設計方法。
【請求項４】
上記分離パッドの振動周波数を上記固有振動周波数とずらせるために、分離パッドの材質、摩擦係数、重量、形状、あるいは／および分離パットの樹脂の種類を変更している請求項３に記載の給紙装置の設計方法。
【請求項５】
上記分離パッド以外の分離パッド支持台、分離パッド付勢用のバネ、給紙ローラの軸、軸受部材、用紙カセット、ハウジング材の形状、素材、重量、あるいは、上記分離パッド付勢用のバネのバネ圧を変えて、これらの固有振動周波数を上記分離パッドの振動周波数とずらせている請求項３に記載の給紙装置の設計方法。
【請求項６】
請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の設計方法に基づいて構成されている給紙装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給紙装置において通紙時の異音（鳴き）の原因となる分離パッドの振動測定方法、該方法で得られた分離パッドの振動周波数に基づく給紙装置の設計方法、該設計方法で設計された給紙装置に関するもので、特に、給紙装置において、通紙時に発生する鳴きの低減を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
給紙装置は、図１に示すように、摩擦部材となる分離パッド１を支持台２の上面に取り付け、該支持台２をバネ３で付勢して分離パッド１を給紙ローラ４に圧接させている。通紙時には、用紙カセット５にストックされた最上面の用紙Ｓ１を給紙ローラ４で送りだし、次の用紙の下面に分離パッド１が圧接することにより、該分離パッド１の摩擦抵抗で次ぎの用紙を分離して重送防止している。
上記給紙装置を備えたプリンター、ファクシミリ、コピー機、これらの複合機からなる画像形成装置において、通紙時にキュー・キュー、シュー・シュー等の鳴きと称せられる不快な異音が発生する場合が多い。
【０００３】
通紙時における鳴きの発生は、分離パッドが用紙と擦れ、分離パッドの摩擦係数が大きい場合や分離圧が高い場合にはパッドが振動し、この振動でパッド支持台２、バネ３、用紙カセット４や給紙装置のハウンジグが共振、共鳴して異音が発生する。特に、カラープリンターではカラー画像精度を高める為に通紙速度を低下させると、分離パッドの振動が大きくなり、鳴きも大きくなりやすい。
【０００４】
上記鳴きの発生を低減、防止するための手段が従来種々提供されている。
一般的に、鳴きを低減するには、分離パッドの摩擦係数を小さく且つ硬度を高くすることが有効な対策となるが、摩擦係数を小さく且つ高硬度とすると重送防止性能が低下し、鳴きの低減と重送防止の両立を図ることが困難であった。
そのため、分離パッド自体は重送防止の観点から作成し、鳴きの低減は分離パッドと連結した部材で分離パッドの振動を吸収する方法が採られている。
【０００５】
例えば、特開平５−１６２８７７号では分離パッドの支持台を金属粉末を含む高比重の樹脂組成物で形成し、分離パッドの振動を支持台で吸収し、他の部材との共振、共鳴を防止して鳴きを低減している。
特開平５−１７８５１２号では、分離パッドの支持台を内部損失が０．０３以上の樹脂ポリマーで形成し、分離パッドに生じる振動を支持台の内部で吸収している。
特開２００３−１３７４４８号では、支持台をゴム体で形成し、該ゴム体を異音が発生しない程度に加熱する加熱手段を設けている。
【０００６】
しかしながら、支持台を重くしたり、振動吸収性を有する樹脂で形成しても、コスト高になる割りには振動を十分に吸収できていない。また、ゴム体の加熱手段を設ける場合はヒータや温度センサを必要とする等、部品点数が多くなると共に組付手数もかかり、さらにコスト高になる問題がある。
このように、従来、給紙装置において通紙時の鳴きを低減するための種々の方法が提供されているが、コスト高にならずに鳴き低減できる効果的な手段はいまだ提供されていない。これは低減しようとする鳴きについて聴力に頼って科学的に究明できたいないため、鳴きにくい材質に的確に把握できていないことに起因していると認められる。
【特許文献１】特開平５−１６２８７７号公報
【特許文献２】特開平５−１７８５１２号公報
【特許文献３】特開２００３−１３７４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたもので、鳴きと分離パッドの振動との関係を科学的に解析し、それに基づいて、鳴きにくい材質を的確に選択して設定できるようにして、鳴きが低減された給紙装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、まず、鳴きの要因と考えれる分離パッドとの振動を科学的且つ簡単に解析できる測定方法を提供している。
即ち、第１の本発明は、用紙を搬送する給紙ローラと、該給紙ローラに圧接される分離パッドとを備え、給紙ローラと上記分離パッドとの間を通紙する給紙装置において、通紙時に発生する異音の原因となる上記分離パッドの振動測定方法であって、
上記給紙装置の近傍にマイクロフォンをセットし、
通紙時に発生する異音を上記マイクロフォンで録音すると共に、該録音した異音を周波数分析器で分析して異音の振動周波数を得る一方、
上記分離パッドに固定して外部に引き出される伝動材にピックアップ計を取り付け、通紙時における分離パッドの振動を上記伝動材を介してピックアップ計で計測し、該計測した振動を周波数分析器で分析して分離パッドの振動周波数を得た後、
上記分離パッドの振動周波数と上記異音の振動周波数とを比較して相関関係を導き、
その後、異音の振動周波数を測定して、上記相関関係に基づいて分離パッドの振動周波数を求めている給紙装置の分離パッド振動測定方法を提供している。
【０００９】
従来、給紙装置における鳴きの低減対策は、前述した如く、鳴き自体を科学的に解析していないため、鳴きが生じにくい材質で分離パッド、該パッドの支持台や各部材を形成し、その後、給紙装置に通紙し、発生する鳴きを聞くという経験的な対策に終始している。    通紙時の鳴きは分離パッドの振動が主たる要因であることは一般的に認められているが、分離パッドが用紙カセットに取り付けられていると共に、該分離パッドの上面を用紙が通過するため、通紙時における分離パッド自体の振動を測定することは実際上無理であると認識されている。その結果、分離パッドの振動による異音を科学的に解析することがなされていなかった。
本発明者は分離パッドの振動を簡単に解析できる方法について研究、実験を重ね、その結果、前記した測定方法を見いだした。
【００１０】
即ち、第１の本発明は、簡単に測定できる異音より分離パッドの振動周波数を求めることができるようにしたもので、そのため、前記したように、異音の周波数と分離パッドの振動周波数との相関関係を求め、この相関関係を導入することで分離パッドの振動を直接的に測定することなく、分離パッドの振動周波数を求められるようにした。
分離パッドの振動周波数と異音の周波数との相関関係を求めるために為された分離パッドの振動周波数の測定は、前記したように、分離パッド１０にネジ等からなる伝動材の一端を固定し、該伝動材の先端を外部に引き出し、外部に引き出される伝動材にピックアップ計を取り付けておき、通紙時における分離パッドの振動を上記伝動材を介してピックアップ計で計測し、該計測した振動を周波数分析器で分析して分離パッドの振動周波数を得た。  この分離パッドの振動測定は非常に手数がかかる一方、異音をマイクロフォンで録音し、録音から異音の周波数を得ることは簡単であるため、異音の周波数より分離パッドの振動周波数を得るようにすると、異音の原因となる分離パッドの振動を科学的に解析でき、異音を低減する給紙装置の開発設計の迅速化に非常に役立つこととなる。
【００１１】
また、分離パッド自邸の振動周波数を異音を録音して得られる振動周波数から簡単に求めることができるため、分離パッドにかかる荷重や紙の通紙スピードの変更に対して、分離パッドがどのような挙動をとるかも簡単に解析することができる。一般的には、分離パッドの摩擦係数が高い程、また、分離パッドにかかる荷重が高い程、さらに通紙スピードが遅き程、鳴きが発生しやすいとされているが、使用するプリンタ等の機種毎に、どの程度の荷重、通紙スピードで鳴きが発生しやすか等を簡単に知見でき、適切な摩擦係数を選択することで鳴きと重送防止のバランスを保つことができる。
【００１２】
本発明者の実験によると、測定した異音の振動周波数と分離パッドの振動周波数とは、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように同等であった。
図２（Ａ）はマイクロフォンで録音した異音の振動周波数を示し、（Ｂ）は分離パッドの振動周波数を示す。
測定した給紙装置では、ギリギリという高音の鳴きが発生し、鳴き音の周波数は６０ｄＢに達していた。この通紙時おいて異音を録音して求めた異音の振動周波数では３３０Ｈｚでピークに達し、分離パッド自体の振動周波数も３３０Ｈｚでピークに達し、極めて近似した結果を示した。
このように、分離パッド自体の振動を測定すると、分離パッドの振動周波数は異音の振動周波数と極めて近似し略同等であることを本発明者は知見し、それに基づいて、前記したように、分離パッドの振動周波数は異音の振動周波数と同一であるとして、後述する設計に適用している。
【００１３】
本発明は第２に、上記測定方法により得られた分離パッドの振動周波数と同等であることに基づいて、鳴き（異音）が低減される給紙装置を設計する手法であって、
上記分離パッドを支持する支持台、分離パッド付勢バネ、用紙カセット、上記給紙ローラの支軸、該支軸の軸受部材、給紙装置のハウジング材（例えば、プリンタボディ）を含む上記分離パッド以外の給紙装置を構成する部材の固有振動周波数と、上記測定された分離パッドの振動周波数とがずれるように設計し、分離パッドと上記部材との共振、共鳴を防ぐことで通紙時の鳴き発生を低減できる構成としている給紙装置の設計方法を提供している。
【００１４】
前記した異音の振動周波数と分離パッドの振動周波数とが同等であることより、通紙時の鳴きの発生は、分離パッドの振動が起因となり、分離パッド以外の部材が同じ周波数で振動することにより、共振、共鳴して生じる現象であると知見した。
上記知見に基づいて、鳴きを低減した給紙装置の設計方法を提供するもので、分離パッドの振動周波数と、該分離パッド以外の部材の固執振動周波数とをずれさせることにより、分離パッドと分離パッド以外の部材との共振、それに基づく共鳴の発生を防止でき、その結果、分離パッドの振動に基づく鳴きの発生を低減させることができる。
【００１５】
分離パッド以外の給紙装置を構成する部材としては、上記した分離パッドを支持する支持台、分離パッド付勢バネ、用紙カセット、上記給紙ローラの支軸、該支軸の軸受部材、給紙装置のハウジング材等が挙げられる。
上記した分離パッド以外の全ての部材の固有振動周波数を分離パッドの振動周波数とずれさせることが好ましいが、振動の発生しやすい部材、例えば、給紙ローラの支軸、分離パッド付勢バネの固有振動周波数を分離パッドの振動周波数と相違させるだけでも発生する鳴きを効果的に低減することができる。
【００１６】
具体的には、分離パッド以外の部材である分離パッド支持台、分離パッド付勢用のバネ、給紙ローラの軸、軸受部材、用紙カセット、ハウジング材の形状、素材、重量、あるいは、上記分離パッド付勢用のバネのバネ圧を変えて、これらの固有振動周波数を上記分離パッドの振動周波数とずらせている。
【００１７】
上記分離パッドの振動周波数を上記固有振動周波数とずらせるために、分離パッド以外の部材を変更する方法に代えて、分離パッド自体の振動周波数を材質、摩擦係数、重量、形状、あるいは／および分離パットの樹脂の種類を変更してもよい。
この場合、他の部材の固有振動周波数を測定する必要がないため、簡単に分離パッドの振動周波数を他の部材の固有振動周波数とずれせることができる。
其の際、摩擦係数を変更した分離パッドを装着して、通紙時における鳴きを録音して分離パッドの振動周波数を測定することにより、摩擦係数を変更した分離パッドの振動周波数が他の部材の固有振動周波数とずれたか否かを簡単に検証することができる。
【００１８】
本発明は、第３に上記設計方法に基づいて構成されている給紙装置を提供している。
この給紙装置では、分離パッドの振動周波数と給紙ローラの支軸、分離パッド付勢バネ等の分離パッド以外の構成部材の固有振動周波数とをずれさせているため、通紙時に分離パッドが振動しても、他の部材との共振、共鳴して鳴きが発生することを低減できる。
【発明の効果】
【００１９】
上述した如く、本発明によると、異音発生の主たる要因となる分離パッドの振動を、測定しやすい異音の振動周波数に基づいて簡単に求めることができる。
また、このように、分離パッドの振動周波数を簡単に求められることより、該分離パッドの振動に他の部材が共振しないように設計することで、鳴きが低減する給紙装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施形態では、図３（Ａ）のグラフに示すように半速モードで低温（ブォーン）の鳴きを発生していた給紙装置を、該給紙装置に装着されていた分離パッドを変更して、給紙装置の鳴きを低減しているものである。
【００２１】
図３（Ａ）は通常の紙送り速度よりも半分の速度とした半速モードで通紙した時に、周波数１２０Ｈｚ付近のピーク時で音圧レベルは５０ｄＢに達して大きな鳴きを発生していた。
なお、図３（Ｂ）は通常の紙送り速度で通紙する通常モードであり、異音の音圧レベルは周波数が１２０Ｈｚ付近のピーク時にも−１０ｄＢで鳴きは発生していなかった。  
【００２２】
図３（Ａ）（Ｂ）の測定値を示した変更前の分離パッドはＥＰＤＭから成形したもので、比重は０．９であった。
変更後の分離パッドは、同一樹脂を用い、該樹脂にタングス点を配合し、比重を１．３として、高比重化した分離パッドとした。
該分離パッドを装着した給紙装置では、半速モードで図３（Ｃ）のグラフに示すように、１２０Ｈｚ近傍での異音の発生はなかった。
【００２３】
図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すグラフの異音の音圧レベルと振動周波数の関係は以下の測定方法に基づく。
図４に示すように、無響温室内に給紙装置を組みつけているＡ社のプリンタ１０を設置し、該プリンタ１０の近傍にマイクロフォン１１（ブルュエル・ケアー社製  ４１６５型）をおいて、プリンタ１０に用紙を搬送速度４０ｍｍ／Ｓで通紙した際に発生する異音を録音した。マイクロフォン１１はマイクロフォンプリアンプ（ブルュエル・ケアー社製  ２６６９Ｂ型）１３を取り付けられており、該マイクロフォンプリアンプのケーブルを周波数分析器（ブルュエル・ケアー社製  ポータブルＰＵＬＳＥシステム３５６０Ｃ）１２に直接接続した。周波数分析器１２はパソコンと本体とがセットとなっており、パソコンには振動分析ソフト（ブルュエル・ケアー社製  ７７００Ｂ型音響振動分析ソフト２６６９Ｂ型）をインストールしている。
上記周波数分析器よりプリントアウトされたものが図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すグラフである。
【００２４】
分離パッド自体の振動周波数についても、変更前と変更後において、半速モードで通紙時における振動周波数を測定した。その結果は、変更前は図５（Ａ）のグラフに示す通りで、図３（Ａ）の異音の振動周波数と同じ１２０Ｈｚ付近でピークに達し、分離パッドの振動周波数が異音の振動周波数とピークが同じであることが確認された。
変更後は図５（Ｂ）のグラフに示す通り、１２０Ｈｚ付近にはピークが生じておらず、分離パッド自体の振動周波数が変更前と相違していることが確認できた。
【００２５】
上記分離パッド自体の振動周波数の測定方法は、図６に示すように、分離パッド１にネジ１５の一端を固定し、該ネジ１５の他端を給紙装置外へと突出させ、該ネジ１５の他端に加速度ピックアップ計１６を取り付けた。該加速度ピックアップ計１６をアンプを介して周波数解析装置１７（ヒューレットパッカード社製、ダイナミックシングルアナライザーＨＰ３５６２Ａ）に接続して、通紙時における分離パッド１の振動周波数を測定した。周波数解析装置１７からプリントアウトしたものが図５（Ａ）（Ｂ）に示すグラフである。
【００２６】
また、分離パッド以外の給紙装置の構成部材である給紙ローラの支軸とプリンタボデイとの固有振動周波数を測定した。その結果、給紙ローラの支軸の固有振動周波数は図７（Ａ）、プリンタボデイの固有振動周波数は図７（Ｂ）に示す通りであった。
即ち、給紙ローラの支軸の固有振動周波数では１００〜１３０Ｈｚでピークに達し、プ１２０Ｈｚ付近でピークに達し、分離パッドの変更前の振動周波数のピークと一致していた。その結果、分離パッドの振動により給紙ローラの支軸の振動およびプリンタボデイの振動と共振し、共鳴により図３（Ａ）に示す１２０Ｈｚ付近で異音が発生していたことが確認できた。
【００２７】
よって、図５（Ｂ）に示すように、分離パッドの振動周波数を相違させて、１２０Ｈｚでピークに達しないようにすると、図７（Ａ）に示す給紙ローラの支軸の固有振動周波数との間にずれが発生すると共に、図７（Ｂ）に示すプリンタボデイの固有振動周波数との間にもずれが発生していたことなり、その結果、分離パッドの振動に起因して他の部材が共振、共鳴しなくなり、通紙時の鳴きが低減されたことが確認出来た。また、分離パッド自体の振動も低減されていることが確認できた。
【００２８】
上記した通り、本実施形態では、分離パッドの比重を変更して、該分離パッドの振動周波数を他の部材である給紙ローラの支軸およびプリンタボデイの固有振動周波数とずれさせて、通紙時における鳴きを低減している。
しかしながら、本発明は上記実施形態に限定されず、分離パッドは変更せず、給紙ローラの支軸あるいは／およびプリンタボデイの材質、重量、大きさ等を変えて、これらの固有振動周波数を分離パッドの振動周波数とずらせることにより、通紙時における鳴きを低減させても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】給紙装置の要部概略断面図である。
【図２】（Ａ）は鳴きの振動周波数を示すグラフ、（Ｂ）は分離パッドの振動周波数を示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態を示し、（Ａ）（Ｂ）は半速モードと通常モードにおける分離パッドの変更前における鳴きの振動周波数を示すグラフ、（Ｃ）は分離パッドの変更後の鳴きの振動周波数を示すグラフである。
【図４】異音の振動周波数を測定する方法を示す概略図である。
【図５】（Ａ）は分離パッド変更前の分離パッド自体の振動周波数を示すグラフ、（Ｂ）は分離パッド変更後の分離パッド自体の振動周波数を示すグラフである。
【図６】分離パッドの振動周波数の測定方法を示す概略図である。
【図７】（Ａ）は給紙ローラの支軸の固有振動数を示すグラフ、（Ｂ）はプリンタボデイの固有振動周波数を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１  分離パッド
２  支持台
３  分離パッド付勢バネ
４  給紙ローラ
５  用紙カセット
【図１】
2005075585.tif 000003
【図２】
2005075585.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005075585.tif 000009