(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に相対回転可能に装着された一対の相対回転体と、両相対回転体間に配置されたコイルばねとを備えているトルクリミッタにおいて、
片方の相対回転体は一体に装着されたカラーを含み、コイルばねは、片方の相対回転体におけるカラーの外周面に嵌合されると共に一端が他方の相対回転体に係止され、カラーは鉄系の含油焼結金属から構成されると共に外周面にはバレル研磨が施されており、
片方の相対回転体は、円形内周面及び円形外周面を有するパイプ部材と、パイプ部材の一端部の外周面に圧入された該カラーとから構成され、他方の相対回転体は、円形外周面を有する軸部と、軸部の一端部から半径方向外側に延び出す環状カバー壁と、環状カバー壁の周縁から軸部の他端方向に延び出す円筒状カバー壁とを備え、片方の相対回転体におけるパイプ部材は他方の相対回転体における軸部に相対回転可能に嵌合装着され、パイプ部材が軸部に嵌合装着された状態で、該カラーの外周面は円筒状カバー壁の内周面に環状の隙間をおいて位置付けられ、コイルばねは、該隙間に配置されると共に該一端が環状カバー壁に係止され、片方の相対回転体におけるパイプ部材及び他方の相対回転体は、それぞれ合成樹脂により一体に形成されている、
ことを特徴とするトルクリミッタ。
【請求項２】
片方の相対回転体におけるパイプ部材の一端部側には、該外周面から半径方向外側に延び出す環状壁と、環状壁の周縁部からパイプ部材の一端方向に延び出す環状フランジとが一体に形成され、パイプ部材の外周面と、該環状壁と、該環状フランジとにより環状溝が形成され、該カラーの一端部は環状溝内に圧入されている、請求項１記載のトルクリミッタ。
【請求項３】
他方の相対回転体における円筒状カバー壁の開口縁部の内周面は、片方の相対回転体における環状フランジの外周面を覆うよう配置される、請求項２記載のトルクリミッタ。
【請求項４】
他方の相対回転体における軸部の他端部の外周面には、環状溝が形成され、片方の相対回転体におけるパイプ部材の他端部には内周面から半径方向内方に突出する複数の爪が形成され、パイプ部材の爪の各々が軸部の環状溝に相対回転可能に係止されることにより、パイプ部材の、上記軸部における他端方向への移動が規制され、片方の相対回転体におけるパイプ部材の一端が他方の相対回転体における環状カバー壁に対向して位置付けられることにより、パイプ部材の、上記軸部における一端方向への移動が規制される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のトルクリミッタ。
【請求項５】
カラーの外周面の表面粗さは、その表示値の小さい方の下限を１．６μｍＲｙとする範囲内であって、トルク変動が５０万サイクルで±５％以内に収まる表示値となるよう、バレル研磨により仕上げられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のトルクリミッタ。
【請求項６】
カラーの外周面の表面粗さの表示値の該範囲は、１．６μｍＲｙ〜３．２μｍＲｙに規定される、請求項５記載のトルクリミッタ。
【請求項７】
重送された用紙を逆搬送方向に分離するための分離ローラを備え、分離ローラは、請求項１〜６のいずれか１項に記載のトルクリミッタにおける片方の相対回転体のパイプ部材の外周面に圧入されてトルクリミッタと一体の分離ローラユニットの一部として構成される、ことを特徴とする画像形成装置の用紙分離機構。
【請求項８】
他方の相対回転体における軸部がホルダに固定されることにより、分離ローラユニットはホルダと実質的に一体化され、ホルダと実質的に一体化された分離ローラユニットは、ホルダを介して給紙カセットに装着される、請求項７記載の画像形成装置の用紙分離機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクリミッタ、特に、レーザプリンタ、静電複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に備えられている用紙分離機構に適用することができるトルクリミッタ及び該トルクリミッタを備えた画像形成装置の用紙分離機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、画像形成装置、例えばレーザプリンタに備えられている用紙分離機構は、搬送ローラと、搬送ローラに圧接された分離ローラとを備えている。搬送ローラはギヤ等の動力伝達機構を介して電動モータに駆動連結され、用紙を搬送する方向に回転駆動される。分離ローラは、ギヤ等の動力伝達機構を介して電動モータに駆動連結され、用紙を逆搬送する方向に回転駆動される。分離ローラの動力伝達機構はトルクリミッタを含んでいる。用紙分離機構の作動時において、搬送ローラと分離ローラとが直接接触している状態の場合、又は１枚の用紙を挟んで接触している状態の場合、分離ローラは、搬送ローラによって、用紙を搬送方向に移動させる方向に連れ回りさせられる。他方、搬送ローラと分離ローラとの間に、２枚以上の用紙が搬送された場合、搬送ローラに直接接触しない２枚目以降の用紙は、トルクリミッタのトルクの作用によって逆搬送方向に戻され、重送が防止される。
【０００３】
トルクリミッタの一例は、実開平６−４４３５公報に開示されているように、ローラを一定範囲移動させて楔作用及び自由回転をさせうるカム面が内周面に形成された外輪と、複数のローラを保持するポケットを形成した保持器と、ローラをポケット内で一方向へ付勢するばねとを備えている。金属製のローラは、高炭素軸受鋼の伸線を切断することにより形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のトルクリミッタは、部品点数が多く、構造が複雑であり、製造コストが高くなる、との問題を有している。この問題を解消するため、例えば、相互に相対回転可能に装着された一対の相対回転体と、両相対回転体間に配置されたコイルばねとを備えているトルクリミッタを使用することが考えられる。この形態のトルクリミッタにおいて、片方の相対回転体は、内輪部材と、内輪部材の外周面に圧入されたカラーとから構成されている。他方の相対回転体は、内輪部材に相対回転自在に装着された外輪部材から構成されている。外輪部材は、環状カバー壁と、環状カバー壁の周縁から軸方向に延在する円筒状カバー壁とを備えている。外輪部材と内輪部材との間にはコイルばねが配置され、コイルばねはカラーに嵌合され、コイルばねの一端は外輪部材の環状カバー壁に係止されている。カラーは、例えば、含油焼結金属から構成されている。このように構成されたトルクリミッタは、先に紹介したトルクリミッタよりも部品点数が少なく、構造が簡単であり、より低コストで製造可能である。しかしながら、コイルばねと含油焼結金属製カラーとの接触面における耐摩耗性（耐久性）が実用上十分に確保されず、機械の耐用期間の間（例えば３０万枚の用紙プリントアウト期間）、トルク変動を所定の許容範囲（５０万サイクルで、トルク変動が±５％以内）に抑えることが困難である。実用上所望される所定の耐久性及び性能を、機械の耐用期間の全てにわたって安定して確保するために、カラー及びコイルばねの材料等を改善する手段も考えられるが、コストが高くなる。したがって、低コストで、実用上所望される所定の耐久性及び性能を確保することができるトルクリミッタの開発が要望されているところであった。
【０００５】
他方、上記した用紙分離機構は、上記形態のトルクリミッタを含んでいるので、製造コストが高くなると共に機械の耐用期間の全てにわたる安定した重送防止機能を確保することが困難となる。また、分離ローラとトルクリミッタとは、ギヤ等の動力伝達機構を介して駆動連結されているので、用紙分離機構の部品点数が多くなり、組立性が悪く、製造コストが高くなる。
【０００６】
本発明の目的は、低コストで製造できかつ実用上所望される所定の耐久性及び性能を、機械の耐用期間の全てにわたって安定して確保することを可能にする、新規なトルクリミッタを提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、低コストで製造できかつ実用上所望される所定の耐久性及び性能を、機械の耐用期間の全てにわたって安定して確保することを可能にするトルクリミッタを備え、その結果、部品点数が少なく、組立性が向上し、低コストで製造することができると共に機械の耐用期間の全てにわたる安定した重送防止機能を確保することを可能にする、新規な、画像形成装置の用紙分離機構を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一局面によれば、相互に相対回転可能に装着された一対の相対回転体と、両相対回転体間に配置されたコイルばねとを備えているトルクリミッタにおいて、
片方の相対回転体は一体に装着されたカラーを含み、コイルばねは、片方の相対回転体におけるカラーの外周面に嵌合されると共に一端が他方の相対回転体に係止され、カラーは鉄系の含油焼結金属から構成されると共に外周面にはバレル研磨が施されており、片方の相対回転体は、円形内周面及び円形外周面を有するパイプ部材と、パイプ部材の一端部の外周面に圧入された該カラーとから構成され、他方の相対回転体は、円形外周面を有する軸部と、軸部の一端部から半径方向外側に延び出す環状カバー壁と、環状カバー壁の周縁から軸部の他端方向に延び出す円筒状カバー壁とを備え、片方の相対回転体におけるパイプ部材は他方の相対回転体における軸部に相対回転可能に嵌合装着され、パイプ部材が軸部に嵌合装着された状態で、該カラーの外周面は円筒状カバー壁の内周面に環状の隙間をおいて位置付けられ、コイルばねは、該隙間に配置されると共に該一端が環状カバー壁に係止され、片方の相対回転体におけるパイプ部材及び他方の相対回転体は、それぞれ合成樹脂により一体に形成されている、ことを特徴とするトルクリミッタ、が提供される。片方の相対回転体におけるパイプ部材の一端部側には、該外周面から半径方向外側に延び出す環状壁と、環状壁の周縁部からパイプ部材の一端方向に延び出す環状フランジとが一体に形成され、パイプ部材の外周面と、該環状壁と、該環状フランジとにより環状溝が形成され、該カラーの一端部は環状溝内に圧入されている、ことが好ましい。他方の相対回転体における円筒状カバー壁の開口縁部の内周面は、片方の相対回転体における環状フランジの外周面を覆うよう配置される、ことが好ましい。他方の相対回転体における軸部の他端部の外周面には、環状溝が形成され、片方の相対回転体におけるパイプ部材の他端部には内周面から半径方向内方に突出する複数の爪が形成され、パイプ部材の爪の各々が軸部の環状溝に相対回転可能に係止されることにより、パイプ部材の、上記軸部における他端方向への移動が規制され、片方の相対回転体におけるパイプ部材の一端が他方の相対回転体における環状カバー壁に対向して位置付けられることにより、パイプ部材の、上記軸部における一端方向への移動が規制される、ことが好ましい。カラーの外周面の表面粗さは、その表示値の小さい方の下限を１．６μｍＲｙとする範囲内であって、トルク変動が５０万サイクルで±５％以内に収まる表示値となるよう、バレル研磨により仕上げられる、ことが好ましい。カラーの外周面の表面粗さの表示値の該範囲は、１．６μｍＲｙ〜３．２μｍＲｙに規定される、ことが好ましい。
【０００９】
本発明の他の局面によれば、重送された用紙を逆搬送方向に分離するための分離ローラを備え、分離ローラは、請求項１〜６のいずれか１項に記載のトルクリミッタにおける片方の相対回転体のパイプ部材の外周面に圧入されてトルクリミッタと一体の分離ローラユニットの一部として構成される、ことを特徴とする画像形成装置の用紙分離機構、が提供される。他方の相対回転体における軸部がホルダに固定されることにより、分離ローラユニットはホルダと実質的に一体化され、ホルダと実質的に一体化された分離ローラユニットは、ホルダを介して給紙カセットに装着される、ことが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成されたトルクリミッタ及びこれを備えた画像形成装置の用紙分離機構の好適実施形態を添付図面を参照して更に詳細に説明する。
【００１１】
先ず図１を参照して、本発明によるトルクリミッタが適用される用紙分離機構を備えた画像形成装置であるレーザプリンタの実施形態の概要を説明する。全体を番号２００で示すレーザプリンタは、図示しないプリンタ本体内に感光体ドラム２０２を備えている。感光体ドラム２０２の周囲には、感光体ドラム２０２の外周面を所定の極性に一様に帯電させる主帯電器２０４、一様に帯電された感光体ドラム２０２の外周面を画像情報に対応したレーザ光で走査することにより静電潜像を形成するレーザスキャニングユニットＬＳＵ、感光体ドラム２０２の外周面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置２０６、感光体ドラム２０２の外周面に現像されたトナー像を普通紙等の用紙に転写する転写ローラ２０８、転写後の感光体ドラム２０２の外周面に残留するトナーを回収するためのクリーニング装置２１０等が配置されている。
【００１２】
レーザプリンタ２００のプリンタ本体内にはまた、図示の正面から見て、感光体ドラム２０２と転写ローラ２０８との間に形成される転写部を通って実質的に水平方向に延在し、全体としてはほぼＳ形状をなすように延在する用紙搬送路２１２が備えられている。用紙搬送路２１２の最上流端位置には、所定枚数の用紙をセットできる給紙カセット２１４がプリンタ本体に対し離脱自在に装着されている。給紙カセット２１４の直上方位置には、給紙ローラ２１６が配置されている。用紙搬送路２１２の上流端部には、用紙分離機構２２０が配設されている。
後述するトルクリミッタ１００が適用される用紙分離機構２２０は、搬送ローラ２２１と、搬送ローラ２２１に所定の圧力で圧接される分離ローラ２２２とを備えている。搬送ローラ２２１はプリンタ本体内に配設され、分離ローラ２２２は給紙カセット２１４に装着されている。トルクリミッタ１００及び分離ローラ２２２については後に詳述する。用紙搬送路２１２における、用紙分離機構２２０と上記転写部との間には、搬送ローラ対２２４、レジストローラ対２２６が、上流から下流に向かって上記順序で配設されている。用紙搬送路２１２の、上記転写部よりも下流側には、定着ローラ対２２８、排出ローラ対２３０が、上流から下流に向かって上記順序で配設されている。
【００１３】
レーザプリンタ２００において、外部から受信した画像情報は、レーザ光に変換されてレーザスキャニングユニットＬＳＵから感光体ドラム２０２の外周面に照射され、該外周面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置２０６によってトナー像に現像される。他方、所定のタイミングで、給紙カセット２１４から普通紙等の用紙が、先ず用紙分離機構２２０に搬出される。用紙分離機構２２０の搬送ローラ２２１は、図示しない電動モータ及び電動モータに駆動連結されたギヤ等の動力伝達機構により用紙を搬送する方向（図１において反時計方向）に回転駆動させられる。分離ローラ２２２は、後述するとおりにしてトルクリミッタ１００の作用により連れ回りさせられている。給紙カセット２１４から、搬送ローラ２２１と分離ローラ２２２との間に、１枚の用紙が搬送された場合、該用紙は、搬送ローラ２２１及び分離ローラ２２２によって下流方向に搬送される。他方、搬送ローラ２２１と分離ローラ２２２との間に、２枚以上の用紙が搬送された場合、トルクリミッタ１００のトルクの作用によって分離ローラ２２２の連れ回りが阻止され、回転が停止させられる。その結果、搬送ローラ２２１に直接接触しない２枚目以降の用紙の搬送方向への移動が阻止されるので重送が防止され、１枚の用紙のみが搬送される。トルクリミッタ１００による上記作用については後の説明で明らかにされる。
【００１４】
用紙分離機構２２０により搬送される１枚の用紙は、搬送ローラ対２２４によりレジストローラ対２２６に搬送され、その先端がレジストローラ対２２６のニップ部に到達すると同時に一旦停止させられる。該用紙は、所定のタイミングでレジストローラ対２２６により上記転写部に向けて搬送させられる。先に述べたとおりにして感光体ドラム２０２の外周面に現像されたトナー像は、転写部において、レジストローラ対２２６により搬送された該用紙に転写される。該用紙に転写されたトナー像は、定着ローラ対２２８により定着され、トナー像が定着された該用紙は、排出ローラ対２３０により図示しない排紙トレイに排出される。
概ね以上のとおりにしてレーザプリンタ２００によるプリント動作が繰り返し遂行され、印刷物が生成される。なお、図１に示す形態の機械において、該機械に原稿搬送装置及び画像読取装置を備え、原稿搬送装置により搬送される原稿の画像を画像読取装置によって読み取り、この画像情報に基づいてレーザスキャニングユニットＬＳＵが作動するよう構成した場合には、該機械を静電複写機として利用することができる。
【００１５】
次に、上記レーザプリンタ２００に備えられた用紙分離機構２２０に適用されるトルクリミッタ１００について説明する。図２〜図４を参照して、トルクリミッタ１００は、相互に相対回転可能に装着された一対の相対回転体１０及び２０と、両相対回転体１０及び２０間に配置されたコイルばね３０とを備えている。
更に具体的に説明すると、片方の相対回転体１０は、円形内周面及び円形外周面を有するパイプ部材１１と、パイプ部材１１の一端部の外周面に圧入されたカラー１２とから構成されている。パイプ部材１１の一端部側には、パイプ部材１１の外周面から半径方向外側に延び出す環状壁１３と、環状壁１３の周縁部からパイプ部材１１の一端方向に延び出す環状フランジ１４とが一体に形成されている。環状壁１３はパイプ部材１１の軸線に直交する方向に延在するよう形成され、環状フランジ１４はパイプ部材１１の軸線に平行に延在するよう形成されている。そしてパイプ部材１１の外周面と、環状壁１３と、環状フランジ１４とにより環状溝１５が形成されている。環状溝１５は、その断面が、パイプ部材１１の一端方向に開放されたチャンネル形状をなしている。パイプ部材１１の他端部には内周面から半径方向内方に突出する複数の爪１６、実施形態においては２個の爪１６が形成されている。爪１６の各々は相互に１８０°反対側に形成されている。爪１６の各々において、パイプ部材１１の他端側の面は、パイプ部材１１の軸線に対して直交する方向に直線状に延在するよう形成され、他端側の面は、先端からパイプ部材１１の他端に向かって半径方向外側に直線状に傾斜するよう形成されている。したがって、爪１６の各々の断面は三角形状をなしている。パイプ部材１１の、爪１６の各々が形成された部分は薄肉となるように形成されている。このような構成は、後述するスナップフィットを容易にするものである。上記のように構成された片方の相対回転体１０は、適宜の合成樹脂、例えば、ＰＯＭから一体に形成することができる。その結果、片方の相対回転体１０は、これを、低コストで軽量に、しかも容易に製造することができる。
【００１６】
円筒形状をなすカラー１２は鉄系の含油焼結金属から構成され、上記パイプ部材１１の一端部の外周面に圧入されている。パイプ部材１１の一端部の外周面に圧入されたカラー１２の一端部は、上記環状溝１５内に圧入されている。このような構成により、カラー１２はパイプ部材１１に対し一体にかつ抜け出さないようにしっかりと装着されている。
【００１７】
上記カラー１２の外周面にはバレル研磨が施されている。カラー１２の外周面の表面粗さは、その表示値の小さい方の下限を１．６μｍＲｙとする範囲内であって、後述するトルク変動が５０万サイクルで±５％以内に収まる表示値となるよう、予めバレル研磨により仕上げられていることが重要である。そして、より具体的には、カラー１２の外周面の表面粗さの表示値の該範囲は、表示値の小さい方の下限を１．６μｍＲｙとし、表示値の大きい方の上限を３．２μｍＲｙとする範囲、すなわち、１．６μｍＲｙ〜３．２μｍＲｙの範囲に規定されることが重要である。なお、表面粗さの表示値は、ＪＩＳのＢ０６０１の規定によるものである。カラー１２の外周面の表面粗さを上記の如く規定する意味については後述する。
【００１８】
他方の相対回転体２０は、円形外周面を有する軸部２１と、軸部２１の一端部から半径方向外側に延び出す環状カバー壁２２と、環状カバー壁２２の周縁から軸部２１の他端方向に延び出す円筒状カバー壁２３とを備えている。軸部２１は、円形内周面及び円形外周面を有するパイプ形状に形成されている。環状カバー壁２２は、軸部２１の軸線に直交する方向に延在するよう形成され、円筒状カバー壁２３は、軸部２１の軸線に平行に延在するよう形成されている。そして軸部２１の外周面と、環状カバー壁２２と、円筒状カバー壁２３とにより環状のハウジング空間部が形成されている。このハウジング空間部は軸部２１の他端方向に開放されている。環状カバー壁２２には軸部２１の一端方向に延び出す係止凹部２２ａが形成されている。係止凹部２２ａは、後述するコイルばね３０の被係止部３０ａを係止するために形成されている。軸部２１の他端部の外周面には環状溝２４が形成されている。環状溝２４は断面がチャンネル形状をなすよう形成されている。このように構成された他方の相対回転体２０は、適宜の合成樹脂、例えば、ＰＢＴから一体に形成することができる。その結果、他方の相対回転体２０は、これを、低コストで軽量に、しかも容易に製造することができる。
【００１９】
コイルばね３０は断面が円形をなすよう形成され、その一端部はコイルばね３０の軸方向外方に延び出して被係止部３０ａを形成している。コイルばね３０の内周面の内径及び外周面の外径はそれぞれ一定となるように形成されている。コイルばね３０は、適宜の金属製線材、例えば、ＳＷＰＡから構成することができる。実施形態において、コイルばね３０の表面にはニッケルメッキが施されている。以上の構成により、コイルばね３０は、これを低コストで容易に製造することができる。
【００２０】
片方の相対回転体１０におけるパイプ部材１１は、他方の相対回転体２０における軸部２１の外周面に、軸部２１の他端側から相対回転可能に嵌合装着される。パイプ部材１１が軸部２１に嵌合装着された状態で、パイプ部材１１の一端部に圧入されたカラー１２の外周面は、軸部２１の上記ハウジング空間部内に位置付けられかつ、円筒状カバー壁２３の内周面に環状の隙間をおいて配置される。
コイルばね３０は、カラー１２の外周面に対し、適宜のはめあい寸法をもって嵌合装着されると共に一端部に形成された被係止部３０ａが軸部２１の環状カバー壁２２に形成された係止凹部２２ａに嵌合係止される。コイルばね３０の内周面とカラー１２の外周面との間で発生するトルク値（スリップトルク値）は、これらのはめあい寸法を適宜に設定することにより、所望する値に任意に設定することが可能である。
【００２１】
上記した如く、パイプ部材１１が軸部２１に嵌合装着された状態で、片方の相対回転体１０におけるパイプ部材１１の爪１６の各々は、他方の相対回転体２０における軸部２１の環状溝２４に相対回転可能に係止される（いわゆるスナップフィット）。この構成により、パイプ部材１１は、上記軸部２１に対し、軸部２１の他端方向への移動が規制される。したがって、片方の相対回転体１０は、他方の相対回転体２０に対し、他方の相対回転体２０の他端方向への移動が規制される。また、片方の相対回転体１０におけるパイプ部材１１の一端が他方の相対回転体２０における環状カバー壁２２に対向して位置付けられることにより、パイプ部材１１は、軸部２１に対し、軸部２１の一端方向への移動が規制される。
したがって、片方の相対回転体１０は、他方の相対回転体２０に対し、他方の相対回転体２０の一端方向への移動が規制される。他方の相対回転体２０における円筒状カバー壁２３の開口縁部の内周面は、片方の相対回転体１０における環状フランジ１４の外周面をわずかな隙間をおいて又は接触して覆うよう配置される。このような構成により、カラー１２及びコイルばね３０は、ハウジング空間部内に収容され、外部に対し実質的に遮蔽されて保護される。上記説明から容易に理解されるように、トルクリミッタ１００は、他方の相対回転体２０に予め、コイルばね３０を係止した状態で、片方の相対回転体１０を他方の相対回転体２０の外周面に嵌合して軸方向に相対移動させることにより、実質的にワンタッチで組み立てることができるので、組立作業を容易かつ確実に遂行することができる。なお、コイルばね３０の内周面とカラー１２の外周面とが潤滑油を介して接触するよう、上記ハウジング空間部にグリスが所定量、充填されることが好ましい。これにより、耐摩耗性が向上すると共にトルクリップルが低減され、音の発生が防止される。
【００２２】
本発明によるトルクリミッタ１００においては、上記した如く、他方の相対回転体２０に係止されたコイルばね３０が嵌合される、片方の相対回転体１０のカラー１２は、鉄系の含油焼結金属から構成されると共に外周面にはバレル研磨が施されているので、実用上所望される所定の耐久性及び性能を、機械の耐用期間の全てにわたって安定して確保することを可能にするものである。具体的には、５０万サイクルの実験において、トルク変動を±５％以内に抑えられることが確認された。ちなみに、上記トルクリミッタ１００が適用される用紙分離機構２２０を備えたレーザプリンタ２００の耐用期間、すなわち用紙のプリントアウトの枚数は３０万枚であるので、実用上所望される所定の耐久性及び性能は余裕をもってクリアすることができる。
【００２３】
上記した効果は、鉄系の含油焼結金属から構成される上記カラー１２の外周面にバレル研磨を施すことに起因して得られることが、本発明者等の実験により見出された。すなわち、カラー１２の外周面の表面粗さは、その表示値の小さい方の下限を１．６μｍＲｙとする範囲内であって、トルク変動が５０万サイクルで±５％以内に収まる表示値となるよう、予めバレル研磨により仕上げられていることが重要であり、この事実は、本発明等の実験により確認されている。そして、より具体的には、カラー１２の外周面の表面粗さの表示値の該範囲は、表示値の小さい方の下限を１．６μｍＲｙとし、表示値の大きいほうの上限を３．２μｍＲｙとする範囲、すなわち、１．６μｍＲｙ〜３．２μｍＲｙの範囲に規定されることが重要である。カラー１２の外周面の表面粗さが表示値３．２μｍＲｙを表示値の大きい方に越えると、５０万サイクルの実験において、トルク変動を±５％以内に抑えることができなくなる。本発明等の実験によれば、その場合のトルク変動は±８〜１０％となり、実用上所望される所定の耐久性及び性能をクリアすることはできないことも確認されている。カラー１２の外周面の表面粗さを、その表示値の小さい方の下限が１．６μｍＲｙとなるように仕上げる方法として、バレル研磨が好適であるのは、一度に多数のカラー３０を研磨処理できることに起因して、より低コスト化が実現できるからである。カラー１２の外周面の表面粗さを、その表示値の小さい方の下限が、１．６μｍＲｙを更に表示値の小さい方に越える値となるように仕上げることも可能であるが、実用上所望される所定の耐久性及び性能をクリアするためにはその必要はなく、オーバークオリティーとなりかつ低コスト化に反するので、表示値の小さい方の下限が１．６μｍＲｙとなるように仕上げることが最適である理由である。
【００２４】
上記トルクリミッタ１００において、片方の相対回転体１０及び他方の相対回転体２０はいずれも合成樹脂により一体に形成することができ、金属部品は、カラー１２及びコイルばね３０のみであるので、上記した如く、実用上所望される所定の耐久性及び性能を、機械の耐用期間の全てにわたって安定して確保することを可能にすることに加えて更に、全体として低コストで軽量に、しかも容易に製造することができるので、実用上、きわめて有用である。
【００２５】
図示のトルクリミッタ１００においては、これを上記したレーザプリンタ２００の用紙分離機構２２０の分離ローラ２２２に適用するために、片方の相対回転体１０におけるパイプ部材１１の外周面には該分離ローラ２２２が圧入されている。これにより分離ローラユニットが構成される。分離ローラ２２２は、適宜の弾性を有する合成ゴム、例えばＥＰＤＭから構成することができる。上記した如く、分離ローラ２２２は、トルクリミッタ１００における片方の相対回転体１０のパイプ部材１１の外周面に圧入されてトルクリミッタ１００と一体の分離ローラユニットの一部として構成されるので、従来の如く、分離ローラ２２２とトルクリミッタ１００とが、ギヤ等の動力伝達機構を介して駆動連結されることはないので、部品点数が少なく、組立性が向上し、低コストで製造することができると共に機械の耐用期間の全てにわたる安定した重送防止機能を確保することを可能にするものである。
【００２６】
図５及び図６を参照して、図示の実施形態において、トルクリミッタ１００の他方の相対回転体２０における軸部２１はホルダ２２５に相対回転できないように固定されている。適宜の弾性を有する合成樹脂から一体に形成されているホルダ２２５は、相互に間隔をおいて対向する一対の側壁２２５ａと、側壁２２５ａの各々の下端間を連結するよう一体に形成されたブリッジ２２５ｂとを備えている。側壁２２５ａの各々には、他方の相対回転体２０における軸部２１の一端部及び他端部を相対回転できないように嵌合しうる図示しない係止孔が形成され、軸部２１の一端部及び他端部は、対応する該係止孔に係止されている。更に具体的に説明すると、図２〜図４に示されているように、他方の相対回転体２０における軸部２１の両端部の周方向の一部が軸方向から見て接線方向に延在する面に沿って切り欠かれ、各々の横断面は、円の一部が円弧状に切り取られたような形状をなしている。ホルダ２２５の側壁２２５ａの各々の該係止孔は、上記の如き横断面を有する軸部２１の両端部を密着して受け入れることができるよう、ほぼ同形の横断面を有するよう形成されている。ホルダ２２５の側壁２２５ａの各々を相互に離隔する方向に弾性変形させながら、軸部２１の両端部を、対応する側壁２２５ａの該係止孔に嵌め込むことにより、軸部２１は該係止孔に相対回転できないよう嵌合される。このようにして、分離ローラ２２２はホルダ２２５と実質的に一体化される。ホルダ２２５と実質的に一体化された分離ローラユニットは、ホルダ２２５を介して給紙カセット２１４に装着されている。更に具体的に説明すると、給紙カセット２１４の本体部には、図６に示すように、分離ローラ装着用の凹部２１４ａが形成されている。凹部２１４ａは、給紙方向に直交する幅方向に間隔をおいて対向する側壁を備えており、側壁の各々には、側壁の各々から相互に接近する方向に延び出す図示しない係止ボスが形成されている。他方、ホルダ２２５の側壁２２５ａの各々の、ブリッジ２２５ｂと反対側の先端部には被係止溝２２５ｃが形成されている。ホルダ２２５は、側壁２２５ａの各々の被係止溝２２５ｃを、給紙カセット２１４の凹部２１４ａの、対応する係止ボスに圧入させて係止させることにより、その給紙方向下流側が凹部２１４ａに保持され、給紙方向上流側に位置付けられるホルダ２２５のブリッジ２２５ｂは、凹部２１４ａの、対応する位置に配設された図示しない受部に支持される。このようにして分離ローラユニットは、ホルダ２２５を介して給紙カセット２１４に装着される。給紙カセット２１４が、レーザプリンタ２００のプリンタ本体に離脱自在に装着された状態で、分離ローラユニットの一部を構成する分離ローラ２２２は、プリンタ本体に装着されている搬送ローラ２２１に圧接される。
【００２７】
先に述べたように、用紙分離機構２２０の搬送ローラ２２１は、用紙を搬送する方向に回転駆動させられる。この状態において、搬送ローラ２２１から分離ローラ２２２に伝達される回転駆動力は、片方の相対回転体１０のパイプ部材１１に圧入されたカラー１２と、他方の相対回転体２０に装着されたコイルばね３０との間に設定されたスリップトルク値を越えるよう設定されているので、カラー１２はコイルばね３０に対し相対回転させられる。その結果、分離ローラ２２２は、搬送ローラ２２１により連れ回りさせられる。給紙カセット２１４から、搬送ローラ２２１と分離ローラ２２２との間に、１枚の用紙が搬送された場合においても、分離ローラ２２２に伝達される回転駆動力は上記スリップトルク値を越えるよう設定されているので、該用紙は、搬送ローラ２２１及び分離ローラ２２２によって下流方向に搬送される。他方、搬送ローラ２２１と分離ローラ２２２との間に、２枚以上の用紙が搬送された場合、分離ローラ２２２に伝達される回転駆動力は、上記スリップトルク値よりも低下するよう設定されているので、分離ローラ２２２の連れ回りが阻止され、回転が停止させられる。その結果、搬送ローラ２２１に直接接触しない２枚目以降の用紙の搬送方向への移動が阻止されるので重送が防止され、１枚の用紙のみが搬送される。なお、図１において、分離ローラ２２２に記載された反時計方向の矢印は、分離ローラ２２２に作用する、トルクリミッタ１００のトルクの作用方向（用紙の逆搬送方向）を示すものである。
【００２８】
以上、本発明を実施形態に基づいて添付図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、更に他の種々の変形あるいは修正が可能である。例えば、上記トルクリミッタ１００を備えた用紙分離機構２２０において、トルクリミッタ１００の他方の相対回転体２０の軸部２１は回転できないような形態で使用されているが、片方の相対回転体１０に対し常時逆方向に相対回転させる形態で使用する他の実施形態も成立することはいうまでもない。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によるトルクリミッタによれば、低コストで製造できかつ実用上所望される所定の耐久性及び性能を、機械の耐用期間の全てにわたって安定して確保することを可能にする。また、本発明による用紙分離機構によれば、低コストで製造できかつ実用上所望される所定の耐久性及び性能を、機械の耐用期間の全てにわたって安定して確保することを可能にするトルクリミッタを備え、その結果、部品点数が少なく、組立性が向上し、低コストで製造することができると共に機械の耐用期間の全てにわたる安定した重送防止機能を確保することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるトルクリミッタを含む用紙分離機構を備えたレーザプリンタの実施形態の構成を示す正面概略図。
【図２】本発明によるトルクリミッタの断面図であって、図１に示すレーザプリンタに備えられた用紙分離機構に含まれる分離ローラを装着して分離ローラユニットとした状態を示す断面図。
【図３】図２に示す分離ローラユニットを図２において右方から見た側面図。
【図４】図２に示す分離ローラユニットを分解して示す斜視図。
【図５】図２に示す分離ローラユニットをホルダに固定して一体化した状態を示す斜視図。
【図６】ホルダと一体化された分離ローラユニットを給紙カセットに装着した状態を示す斜視図であって、一部を省略して示す斜視図。
【符号の説明】
１０  片方の相対回転体
１１  パイプ部材
１２  カラー
２０  他方の相対回転体
３０  コイルばね
１００  トルクリミッタ
２００  レーザプリンタ
２１４  給紙カセット
２２０  用紙分離機構
２２１  搬送ローラ
２２２  分離ローラ
２２５  ホルダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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