(57)【要約】【課題】トルクリミッタ軸の軸線の傾きを抑える。【解決手段】給送装置は、給送ローラ１０と、給送ローラ１０との間でシート材を挟んでシート材を給送する分離ローラ３０と、分離ローラ４０を回転可能に保持する保持機構４２と、を有している。保持機構４２は、トルクリミッタ軸５１と、トルクリミッタ軸５１に巻きつけられ、一端が分離ローラ４０に固定されたコイルばねからなるクラッチばね６１と、トルクリミッタ軸５１の、分離ローラ４０の両側に位置する一対の被保持領域５１ａ，５１ｂで、トルクリミッタ軸５１を相対回転不能に保持するホルダと、を有している。ホルダは、回転軸とは異なる軸線Ｎ上にあり分離ローラ４０の両側に位置する一対の回転支点を中心に、付勢力を受けて回動可能である。クラッチばね６１の一部は、トルクリミッタ軸５１の長手方向において、被保持領域５１ａ，５１ｂの各中心から等しい距離Ｒに位置している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給送ローラと、前記給送ローラとの間でシート材を挟んで前記シート材を給送する分離ローラと、前記分離ローラを回転可能に保持する保持機構と、を有し、
前記分離ローラは、該分離ローラの回転軸と同軸に延びる内側貫通孔を有し、
前記保持機構は、前記回転軸と同軸に前記分離ローラの前記内側貫通孔を通って延びるトルクリミッタ軸と、前記トルクリミッタ軸の外径より小さな内径を有し、前記内径が広げられた状態で前記トルクリミッタ軸に巻きつけられ、一端が前記分離ローラに固定されたコイルばねからなるクラッチばねと、前記トルクリミッタ軸の、前記分離ローラの両側に位置する一対の被保持領域で、前記トルクリミッタ軸を相対回転不能に保持するホルダと、を有し、
前記ホルダは、前記分離ローラが前記給送ローラに対して押圧されることによって前記給送ローラに従動して回転するように、前記回転軸とは異なる軸線上にあり前記分離ローラの両側に位置する一対の回転支点を中心に、付勢力を受けて回動可能であり、前記クラッチばねの一部が、前記トルクリミッタ軸の長手方向において、前記被保持領域の各中心から等しい距離に位置している、給送装置。
【請求項２】
前記クラッチばねの前記一部は、前記クラッチばねの他端である、請求項１に記載の給送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機等の記録装置、画像形成装置において、印字記録部、複写部へ記録材、原稿等のシート材を一枚ずつ分離、給送する給送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給送装置では、給紙部から次々と供給されるシート材を１枚ずつ分離して印字記録部または複写部に供給することが要求されている。シート材の分離構成の一例が特許文献１に記載されている。給送ローラに従動して回転するようにされた分離ローラの内側貫通孔にトルクリミッタが装着されている。トルクリミッタは、トルクリミッタ軸と、１個のクラッチばねと、からなり、クラッチばねはトルクリミッタ軸に巻きつけられている。クラッチばねの一端にはフックが形成され、このフックが分離ローラと係合している。従って、クラッチばねは、分離ローラの内側貫通孔内を分離ローラとともに回転しながら、トルクリミッタ軸から抵抗トルク（緩みトルク）を受ける。トルクリミッタ軸の両端はホルダに相対回転不能に保持されている。ホルダは給送ローラに対して昇降可能であり、分離ローラが給送ローラに対して所定の圧力で押圧されるように、ばねで付勢されることができる。2枚のシート材が給送ローラと分離ローラとの間に供給されると、分離ローラはトルクリミッタの抵抗トルクによって回転を停止する。この結果、分離ローラと当接しているシート材は給送されず、給送ローラに当接しているシート材だけが給送される。
【０００３】
特許文献１に記載されているトルクリミッタと、改良されたホルダ部と、を備えた給送装置が知られている。図７はこのような給送装置の正面図、図８は右側面図を示している。給送ローラ１００と、シート材Ｐを積載する圧板１０２とが、それぞれ不図示の給送ベースに回転可能に取り付けられている。圧板１０２に積載されたシート材Ｐは、給送ローラ１００に取り付けられた給送ローラゴム１０１に、不図示のばね等の付勢手段によって押圧される。分離ローラゴム１０３が取り付けられた分離ローラ１０４の内側貫通孔には、クラッチばね１０５とトルクリミッタ軸１０６とを備えたトルクリミッタが装着されている。分離ローラ１０４に一端を保持されたクラッチばね１０５は、トルクリミッタ軸１０６との間で緩みトルクを発生させる。トルクリミッタ軸１０６は、トルクリミッタ軸１０６上の両端に位置する被保持領域１０７ａ，１０７ｂで、ホルダ１０９に回転不能に保持されている。ホルダ１０９は、被保持領域１０７ａ，１０７ｂの近傍に位置する回転支点１０８ａ，１０８ｂを中心に回動し、所定の付勢力を付与されることによって、分離ローラ１０４を給送ローラ１００に対して押圧する。
【０００４】
給送時には、給送ローラゴム１０１が矢印Ｘ方向に回転する。１枚のシート材Ｐが給送ローラ１００と分離ローラ１０４との間に供給されると、分離ローラ１０４に付与される回転トルクが緩みトルクを上回り、分離ローラ１０４は従動回転する。2枚のシート材Ｐが給送ローラ１００と分離ローラ１０４との間に供給されると、分離ローラ１０４の回転が停止し、給送ローラ１００に当接しているシート材Ｐだけが給送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−２７７０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
トルクリミッタ軸１０６が受ける緩みトルクは、被保持領域１０７ａ，１０７ｂを介してホルダ１０９に伝達される。ホルダ１０９に伝達されたトルクは、回転支点１０８ａ，１０８ｂを中心にホルダ１０９を回転させようとする。この結果、分離ローラ１０４の給送ローラ１００に対する押圧力が変化する。
【０００７】
被保持領域１０７ａ，１０７ｂにおけるトルク（反力トルク）はクラッチばね１０５からの距離に反比例する。すなわち、クラッチばね１０５に近い被保持領域でのトルクは大きくなり、クラッチばね１０５から遠い被保持領域でのトルクは小さくなる。図７，８の例ではクラッチばね１０５が被保持領域１０７ａ側に設けられている。このため、回転支点を中心に分離ローラ１０４を給送ローラゴム１０１側（方向Ａ）へ回転させようとするモーメントが、被保持領域１０７ｂよりも被保持領域１０７ａで大きくなり、トルクリミッタ軸１０６の軸線がＭからＬへ傾く。
【０００８】
これに起因し、分離ローラゴム１０３と給送ローラゴム１０１との圧接領域で、これらのローラの幅方向に、押圧力の大きい部分と小さい部分が生じる。この押圧力の差（偏当たり）が、シート材給送時のスキュー（シート材が斜めに供給される現象）や分離ローラゴム１０３の著しい偏摩耗という問題を引き起こす可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決すべく、トルクリミッタ軸の軸線の傾きが抑えられ、改善された給送性能と分離ローラの高寿命化を実現可能な給送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の給送装置は、給送ローラと、給送ローラとの間でシート材を挟んでシート材を給送する分離ローラと、分離ローラを回転可能に保持する保持機構と、を有している。分離ローラは、分離ローラの回転軸と同軸に延びる内側貫通孔を有している。保持機構は、回転軸と同軸に分離ローラの内側貫通孔を通って延びるトルクリミッタ軸と、トルクリミッタ軸の外径より小さな内径を有し、内径が広げられた状態でトルクリミッタ軸に巻きつけられ、一端が分離ローラに固定されたコイルばねからなるクラッチばねと、トルクリミッタ軸の、分離ローラの両側に位置する一対の被保持領域で、トルクリミッタ軸を相対回転不能に保持するホルダと、を有している。ホルダは、分離ローラが給送ローラに対して押圧されることによって給送ローラに従動して回転するように、回転軸とは異なる軸線上にあり分離ローラの両側に位置する一対の回転支点を中心に、付勢力を受けて回動可能であり、クラッチばねの一部が、トルクリミッタ軸の長手方向において、被保持領域の各中心から等しい距離に位置している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の構成によれば、クラッチばねの一部が、トルクリミッタ軸の長手方向において、各被保持領域の各中心から等距離の位置にある。このため、トルクリミッタ軸とクラッチばねとの間で生じる抵抗トルクによって発生し、各回転支点を中心にホルダを回転させる２つのモーメントの差が、小さくなる。その結果、分離ローラが給送ローラへ圧接された際に、トルクリミッタ軸の軸線が給送ローラの軸線に対して傾きにくくなり、スキューの抑えられた良好な給送性能と分離ローラの高寿命化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る給送装置の正面図である。
【図２】図１に示す給送装置の主要部分を示す右側面図である。
【図３】図１に示す給送装置の主要部分を示す左側面図である。
【図４】図１に示す給送装置の主要部分を示す正面図である。
【図５】緩みトルクとクラッチばねの巻数及び摩擦係数の関係を示すグラフである。
【図６】図１に示す給送装置のトルクリミッタを示す斜視図である。
【図７】従来例の給送装置の主要部分を示す正面図である。
【図８】図７に示す給送装置の主要部分を示す右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１〜６を用いて本発明の給送装置の主要な構成について説明する。給送装置１は、給送ローラ１０と、分離ローラ３０と、分離ローラ３０を回転可能に保持する保持機構４２と、を有している。
【００１４】
給送ローラ１０は、軸部１２と、軸部１２に取り付けられた給送ローラゴム１１と、を有している。給送ローラゴム１１は紙などのシート材Ｐが当接するようにされており、分離ローラ３０と協働して、シート材Ｐを給送する。シート材Ｐは給紙部（図示せず）から搬送され、圧板２０を通って給送ローラ１０に供給される。圧板２０はばね等の付勢手段（図示せず）によって上向きに付勢されることができ、その結果、圧板２０に搭載されたシート材Ｐは、圧板２０によって給送ローラゴム１１に押圧される。給送ローラ１０と圧板２０は、それぞれ不図示の給送ベースに回転可能に取り付けられている。
【００１５】
分離ローラ３０は、給送ローラ１０との間でシート材Ｐを挟んで、シート材Ｐを給送する。分離ローラ３０の外層はシート材Ｐが当接する分離ローラゴム３１となっており、その内側に分離ローラゴム３１を保持する保持層３２が形成されている。保持層３２は略円筒形であり、分離ローラ３０の回転軸Ｍと同軸に延びる内側貫通孔３３を有している。
【００１６】
保持機構４２は、トルクリミッタ軸５１と、クラッチばね６１と、ホルダ４０と、を有している。
【００１７】
トルクリミッタ軸５１は、分離ローラ３０の回転軸Ｍと同軸に、分離ローラ３０の内側貫通孔３３を通って延びている。トルクリミッタ軸５１は概ね円形断面を有し、両端部は一部が切り欠かれてＤ字状の断面形状となっている。ホルダ４０には同じくＤ字形状の穴部４３ａ，４３ｂが形成されている。トルクリミッタ軸５１の両側端部がホルダ４０の対応する２つの穴部４３ａ，４３ｂと嵌合することで、トルクリミッタ軸５１はその両端で、相対回転不能にホルダ４０に保持される。トルクリミッタ軸５１上の両端は、それぞれ分離ローラ３０の両側でホルダ４０の穴部４３ａ，４３ｂに保持されている一対の被保持領域５１ａ，５１ｂを構成している。被保持領域５１ａ，５１ｂは、それぞれが分離ローラ３０の両側、特には分離ローラゴム３１の両側に位置していれば、トルクリミッタ軸５１上の両端になくともよい。
【００１８】
ホルダ４０は、それぞれが被保持領域５１ａ，５１ｂの近傍に位置する一対の回転支点４０ａ，４０ｂを有している。回転支点４０ａ，４０ｂは、分離ローラ３０の両側、特には分離ローラゴム３１の両側に位置しており、回転軸Ｍとは異なる軸線Ｎ上にある。ホルダ４０は、ばね（図示せず）による付勢力を受けて、一対の回転支点４０ａ，４０ｂを中心に、給送ローラ１０に向けて、方向Ｂへ回動可能である。回転支点４０ａ，４０ｂは、給送方向Ｆに関し圧接部１３の下流に、かつ給送経路Ｚの下側に設けられている。分離ローラゴム３１が給送ローラゴム１１に対して押圧あるいは圧接されることによって、分離ローラ３０は、給送ローラ１０との間にシート材Ｐを挟んだ状態で、または給送ローラ１０に直接接触した状態で、給送ローラ１０に従動して回転する。
【００１９】
クラッチばね６１はコイルばねからなっており、トルクリミッタ軸５１の外径より小さな内径を有し、内径が広げられた状態で、トルクリミッタ軸５１と同軸でトルクリミッタ軸５１に巻きつけられている。クラッチばね６１の一端６１ａには、クラッチばね６１の径方向外側に向けて突き出したフック部６１ｃが形成されている。フック部６１ｃは分離ローラ３０の保持層３２に形成された穴部３４と係合しており、これによって、クラッチばね６１は、その一端６１ａで分離ローラ３０に固定されている。従って、クラッチばね６１は、分離ローラ３０に追従して、トルクリミッタ軸５１の表面に沿って、トルクリミッタ軸５１の中心軸Ｍの周りを回転することができる。分離ローラ３０の他端６１ｂはこのような突起部が形成されておらず、トルクリミッタ軸５１上に位置している。
【００２０】
クラッチばね６１と、クラッチばね６１が巻きつけられているトルクリミッタ軸５１はトルクリミッタ５０を構成している。すなわち、クラッチばね６１は、分離ローラ３０とともにトルクリミッタ軸５１上を回転する際、トルクリミッタ軸５１の表面との間に生じる摩擦力に起因して、抵抗トルク（緩みトルク）を発生させる。緩みトルク（Ｔｓ）は、一般的に次式で表わされる。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
ここで、
δ＝Ｄｓ−Ｄｉ
Ｄ＝Ｄｓ＋ｄ  トルクリミッタ軸５１に巻きつけられたときのクラッチばね６１の平均径
Ｎ：クラッチばね６１の巻数
μ：クラッチばね６１とトルクリミッタ軸５１との間の摩擦係数
Ｅ：クラッチばね６１を構成するワイヤの縦弾性係数
Ｉ：クラッチばね６１を構成するワイヤの断面２次モーメント
ｄ：クラッチばね６１を構成するワイヤの外径
Ｄｓ：トルクリミッタ軸５１の外径
Ｄｉ：クラッチばね６１の内径（Ｄｉ＜Ｄｓ）
上式中の（１−１／ｅ2πNμ）は、クラッチばね６１の巻数Ｎ及びクラッチばね６１とトルクリミッタ軸５１との間の摩擦係数をμに対して、図５のように計算される。図５から明らかなとおり、巻数Ｎおよび摩擦係数μがある程度以上の大きさであると、緩みトルクは巻数Ｎや摩擦係数μに大きく依存しなくなる。
【００２３】
本実施形態では、図６に示すように、クラッチばね６１の巻数は、所望の緩みトルクが得られるように５．５巻とし、クラッチばね６１とトルクリミッタ軸５１との間にグリスを塗布している。巻数は５．５巻に限定されず、使用するグリス、トルクリミッタ軸５１の材料、クラッチばね６１の形状等によって任意に決めることができる。
【００２４】
このようなトルクリミッタ５０は以下のように作用する。給送時に、１枚のシート材Ｐが圧接部１３に供給された場合、給送ローラゴム１１及び分離ローラゴム３１のそれぞれとシート材Ｐとの間の摩擦係数が十分に大きいため、給送ローラ１０の回転トルクはシート材Ｐを介して分離ローラ３０に伝えられる。分離ローラ３０が給送ローラ１０から受ける回転トルクは緩みトルクよりも大きいため、分離ローラゴム３１が取り付けられた分離ローラ３０は、給送ローラゴム１１の矢印Ｙ方向（図２、３）の回転に伴い、給送ローラゴム１１に従動して回転する。
【００２５】
２枚のシート材Ｐが圧接部１３に供給された場合、シート材Ｐ同士の間に働く摩擦係数が小さいため、分離ローラ３０が給送ローラ１０から受ける回転トルクは緩みトルクよりも小さくなる。このため、分離ローラ３０は緩みトルクによって一時的に回転を停止し、給送ローラゴム１１に接しているシート材Ｐだけが圧接部１３を通過する。このようにして、給送ローラゴム１１と分離ローラゴム３１との間の圧接部１３に２枚以上のシート材Ｐが給送された場合には、２枚以上のシート材Ｐを１枚ずつに分離することができる。
【００２６】
クラッチばね６１は、その一部が、トルクリミッタ軸５１の長手方向Ｔにおいて、被保持領域５１ａ，５１ｂの各中心５１ｃ，５１ｄから等しい距離Ｒに位置している。このクラッチばね６１の「一部」は、クラッチばね６１の一端６１ａから他端６１ｂまでの任意の部分であってよく、特に、クラッチばね６１の他端６１ｂと一致していることが好ましい。本実施形態では、クラッチばね６１は、その他端６１ｂの位置が被保持領域５１ａ，５１ｂの各中心５１ｃ，５１ｄから等距離Ｒとなるように、分離ローラゴム３１の幅方向領域内でトルクリミッタ軸５１に巻きつけられている。なお、分離ローラゴム３１の幅方向はトルクリミッタ軸５１の長手方向Ｔと一致する。
【００２７】
このようにクラッチばね６１を配置することで、被保持領域５１ａ，５１ｂにおける反力トルクをほぼ同程度の値とすることができる。前述のとおり、反力トルクは、回転支点４０ａ，４０ｂを中心に、ホルダ４０及び分離ローラ３０を給送ローラゴム１１側へ回転させるモーメントを生じさせる。しかし、被保持領域５１ａ，５１ｂでの反力トルクがほぼ同程度であるため、各回転支点４０ａ，４０ｂを中心とするモーメントも同程度となり、トルクリミッタ軸５１の軸線Ｍが大きく傾くことが防止される。その結果、シート材給送時のスキューや分離ローラゴム３１の著しい偏摩耗という問題が緩和される。
【００２８】
上記の効果は、クラッチばね６１の他端６１ｂが分離ローラゴム３１の幅方向領域内にあれば得られるが、クラッチばね６１の他端６１ｂが被保持領域５１ａ，５１ｂの各中心５１ｃ，５１ｄから等距離Ｒに位置していることで、さらに以下の利点が生じる。クラッチばね６１がトルクリミッタ軸５１上を回転しているとき、クラッチばね６１は、一端６１ａ側にいくほど巻付き径が大きくなろうとする。これは、フック部６１ｃが分離ローラ３０によってトルクリミッタ軸５１の周方向に引っ張られているためである。このため、クラッチばね６１とトルクリミッタ軸５１との間の摩擦力は一端６１ａ側で小さく、他端６１ｂ側で大きくなり、緩みトルクもトルクリミッタ軸５１の他端６１ｂ側で大きくなる。換言すれば、緩みトルクの重心位置が他端６１ｂ側に偏位する。
【００２９】
従って、クラッチばね６１の他端６１ｂを被保持領域５１ａ，５１ｂの各中心５１ｃ，５１ｄから等距離Ｒになるように配置することで、回転支点４０ａ，４０ｂを中心とする２つのモーメントの差をさらに小さくすることができる。その結果、分離ローラゴム３１が給送ローラゴム１１に圧接するときにトルクリミッタ軸５１の軸線Ｍが給送ローラ１０の軸線Ｎに対して一層傾きにくくなる。よって、シート材給送時のスキューや分離ローラゴムの著しい偏摩耗という問題が一層効果的に緩和される。
【符号の説明】
【００３０】
１０  給送ローラ
３０  分離ローラ
４０  ホルダ
５１  トルクリミッタ軸
６１  クラッチばね
【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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【図７】
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【図８】
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