JP6282077B2 - 連結装置およびシート搬送装置ならびに駆動伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸と軸から取外し可能な回転部材とを連結する連結装置に関する。

従来のプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、カセットにセットされたシートをローラにより１枚ずつ分離して画像形成部に給送するシート給送装置を備えている。シートの給送を行うローラは、耐久による摩耗や紙粉付着により交換が必要であり、ローラ軸からローラが取り外すことができる。ローラ軸から着脱自在なローラが、シート給送時にはローラ軸から抜けないように連結する連結装置が必要とされる。そして、ローラの交換時には、軸からローラが容易に取り外すことができることが望まれる。

また、ギアによって回転駆動力を伝達する機構においてもギアを交換することがある。この場合も、ギア（回転部材）が軸から抜けないようにし、且つ、ギアの交換時には容易にギアが軸から取り外すことができるような構成が望まれる。ギアが抜けないように係止しておくための係止手段として、ギアに設けられたスナップフィット爪が軸に設けられた溝の壁面に当接する構成が提案されている（特許文献１参照）。つまり、この連結装置では、スナップフィット爪が軸の溝部の壁面に当接することで、軸方向においてギアが抜けないようにしている。スナップフィット爪が軸に設けられた溝部に当接する構成では、スナップフィット爪の操作で回転部材（ギア）の交換時に軸から容易に取り外すことができる。

特開平７−２０６２０８号

しかしながら、ギアやローラなどの回転部材が軸と一体的に回転しない、即ち軸と回転体とが相対的に回転する場合では、スナップフィット爪が軸の溝部の壁面に当接することで耐久により削れる虞がある。近年、製品耐久性が向上し、ギアやローラなどの機構の使用頻度が大幅に増加している。そのため、スナップフィット爪の削れによって、ギアやローラ等の回転部材の係止機能が低下して回転部材と軸との間のガタつきが大きくなったり、回転部材が軸から外れてしまうという問題が生じる虞がある。

本発明は、軸と、取外し可能に前記軸に支持され、モータからの駆動力を受けて前記軸に対して回転する回転部材と、を連結する連結装置であって、前記回転部材に設けられた爪部と、前記爪部と接することで、前記回転部材の軸方向での移動を規制する規制部材であって、前記モータからの駆動力を受けて前記軸に対して前記回転部材が回転する際に前記回転部材の爪部との擦れが少なくなるように前記軸に対して回転できるように前記軸に支持された規制部材と、を有することを特徴とする連結装置である。

本発明は、回転部材を爪で係止する構成において、高耐久な装置を提供できる。

本発明の第１の実施の形態に係る抜け止め機構を備えた画像形成装置の構成を示す図。 シート給送装置の構成を説明する図。 シート給送装置に設けられたフィードローラ、リタードローラ、ピックローラを説明する図。 ローラの抜け止め構成を説明する図。 本発明の第二の実施を説明する図。 本発明の第三の実施を説明する図。

（画像形成装置全体の構成）
本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。

図１は、本願発明の実施形態である画像形成装置の概略断面図を示す。

シートとしての用紙Ｐは収納部６１〜６３に積載されて、収納されている。収納部６１〜６３に収納された用紙Ｐは、給紙部６１ａ〜６３ａにより給送される。給紙部６１ａにより送り出された用紙Ｐは搬送ローラ対７２によって、給紙部６２ａにより送り出された用紙Ｐは搬送ローラ対７１によって、給紙部６３ａにより送り出された用紙Ｐは搬送ローラ対７０によって、上方へ搬送される。

給紙部６１ａ〜６３ａから給送された用紙Ｐは搬送ローラ対８１によって搬送されながら画像形成部８２によって画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは排出トレイ８４上に排出ローラ８３によって排出される。

次に、図２乃至図４を用いて、シート搬送装置としての給紙部６１ａ〜６３ａについて説明する。３つの給紙部６１ａ〜６３ａはいずれも同じ構成であるので、以下では給紙部６１ａを説明する。

＜給紙部の概要＞
図２に示したように給紙部６１ａは、収納部６１の上方に配設されたピックアップローラ１、ピックアップローラ１により送り出された用紙Ｐを搬送するフィードローラ２、フィードローラ２に圧接されるリタードローラ３を備えている。リタードローラ３は、フィードローラ２に圧接し、フィードローラ２と共に用紙Ｐを１枚ずつ分離する分離部（圧接部）を構成する。リタードローラ３は、フィードローラ２に対して従動回転可能である。

＜給紙部における各ローラへの駆動伝達について＞
図２において、制御部２００からの信号で制御された給送モータ１２２によって、ピックアップローラ１、フィードローラ２、リタードローラ３は回転駆動される。

即ち、給送モータ１２２の駆動は、駆動ベルト１２４によりプーリ段ギア１２５に伝えられる。プーリ段ギア１２５のギア部は、フィードローラ軸１０８に設けられ、フィードローラ軸１０８と一体的に回転する駆動ギア１２３と噛み合っている。フィードローラ軸１０８の端部には、フィードローラ２が、フィードローラ軸１０８の回転に伴って回転するようにワンウェイクラッチを介して設けられている。プーリ段ギア１２５に伝達された駆動は、駆動ギア１２３およびフィードローラ軸１０８を介してフィードローラ２に伝達されて、フィードローラ２が回転する。

フィードローラ軸１０８にピックアップローラ入力ギア１３２が固定されており、ピックアップローラ１にはピックアップローラギア１３１が一体に設けられている。ピックアップローラ１がピックアップローラ軸１５６に取り付けられている状態で、フィードローラ軸１０８のピックアップローラ入力ギア１３２とピックアップローラギア１３１とはアイドラギア１３３を介して連結されている。そのため、フィードローラ軸１０８の回転が、ピックアップローラ入力ギア１３２からアイドラギア１３３を介してピックアップローラギア１３１に駆動が伝達されることで、ピックアップローラ１が回転する。

給送モータ１２２の駆動は、駆動ギア１２３を介して、リタードローラ駆動ギア軸１０６と一体に回転するようにリタードローラ駆動ギア軸１０６に設けられた駆動ギア１２６に伝えられる。リタードローラ駆動ギア軸１０６には、リタードローラ駆動ギア軸１０６と一体に回転する調整駆動ギア１０２が設けられている。さらに、調整駆動ギア１０２はリタードローラ軸１０７と一体に回転するリタードローラ駆動ギア１０３と噛合っている。調整駆動ギア１０２から伝達される駆動力によってリタードローラ軸１０７は搬送方向とは逆方向に回転される。リタードローラ３は、リタードローラ軸１０７に設けられたトルクリミッタ１０を介してリタードローラ軸１０７に取り付けられる。なお、リタードローラ駆動ギア軸１０６は装置本体のフレームに固定された支持板１１１、１１２に回転自在に支持されている。リタードローラ軸１０７は、リタードローラ駆動ギア軸１０６の揺動中心を中心として揺動するアーム１０１の端部に回転自在に支持される。リタードローラ軸１０７に設けられたリタードローラ３は、アーム１０１を上方へ付勢するバネ１５０の弾性力によってフィードローラ２に圧接される。

＜給紙部の動作について＞
給送モータ１２２から伝達された駆動力によってピックアップローラ１が回転すると、収納部６１に収納され用紙がピックアップローラ１によって給送される。フィードローラ２とリタードローラ３にも給送モータ１２２からの駆動力が伝達される。フィードローラ２とリタードローラ３との圧接部（分離ニップ部）によって最上位の用紙Ｐだけが分離されて給送される。

上述のようにリタードローラ３がリタードローラ軸１０７に設けられたトルクリミッタ１０を介して回転するように取り付けられている。

リタードローラ３は、フィードローラ２との分離ニップ部に用紙Ｐが１枚進入した場合には、用紙Ｐから受ける負荷が大きくなることから、トルクリミッタ１０の駆動伝達が切れて用紙を介してフィードローラ２に従動してシート搬送方向に回転する。

分離ニップ部に複数枚の用紙Ｐが進入した場合には、リタードローラ３が受ける負荷が小さいことから、トルクリミッタ１０による駆動伝達が切れることがないため、リタードローラ３は逆送方向に回転する。そして、リタードローラ３が逆送方向に回転することにより、分離ニップ部に進入した複数枚の用紙Ｐのうちリタードローラ３側の用紙から順に収納部６１の方向に戻され、最上位の用紙のみが１枚ずつ分離されて搬送される。このようにリタードローラ軸１０７にシート搬送方向とは逆方向の回転が与えられることでリタードローラ３が用紙Ｐの重送を防止する。

＜ピックアップローラの着脱に係る構成＞
図３は、ピックアップローラ１、フィードローラ２、リタードローラ３の端部を示した斜視図である。図４は、ピックアップローラ１と、ピックアップローラ軸１５６と、ピックアップローラ１の連結に係る機構を説明するための説明図であって、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は組み図である。

ピックアップローラ１は、ピックアップローラ軸１５６に着脱自在に軸支持される。本実施形態では、ピックアップローラ軸１５６が回動しないように、ピックアップローラ軸１５６の一方の端部が装置本体のフレームに固定されている。そして、上述のようにピックアップローラ１は駆動力が伝達されて回転するので、ピックアップローラ１とピックアップローラ軸１５６とは相対的に回転する。

図４に示すように、ピックアップローラ１は、外周が用紙と接する円筒形状の搬送ゴム部１ｄと、搬送ゴム部１ｄの内側に設けられ、円筒形状に形成されたコア部１ｃと、備える。コア部１ｃからは、突出部２１０が軸方向に突出している。突出部２１０には、スナップフィット爪部１ａと、ピックアップローラ１を交換する作業者が操作するための腕部１ｂとが設けられている。コア部１ｃと突出部２１０とは樹脂製で一体成型されている。突出部２１０は、弾性変形できるように薄く形成されている。

ピックアップローラ軸１５６は、大径部１５６ｄと、大径部１５６ｄよりも径の小さい小径部１５６ａと、小径部１５６ａよりも端部側に設けられたリング装着部１５６ｅと、を備える。ピックアップローラ軸１５６は、更に、リング装着部１５６ｅよりも端部側に設けられ、断面がＤ形状の先端部１５６ｂを備える。

リング装着部１５６ｅには、リング状のリング部材１５７が装着される。リング部材１５７の内径は、リング装着部１５６ｅの外径よりも大きい。よって、リング部材１５７は、ピックアップローラ軸１５６と相対的に回転自在にピックアップローラ軸１５６に支持される。リング部材１５７の外径は、小径部１５６ａの外径よりも大きい。大径部１５６ｄ、小径部１５６ａ、リング部材１５７によって溝部３１が形成される。ピックアップローラ軸１５６の先端部１５６ｂに固定部材１５５が取り付けられると、リング部材１５７は、固定部材１５５によってピックアップローラ軸１５６から外すことができなくなる。すなわち、固定部材１５５によりリング部材１５７がピックアップローラ軸１５６の端部に固定され、固定されたリング部材１５７と、ピックアップローラ軸１５６の大径部１５６ｄ及び小径部１５６ａとによってピックアップローラ軸１５６の端部に溝部３１が構成される。

大径部１５６ｄ、小径部１５６ａ、リング部材１５７によって形成された溝部３１に、ピックアップローラ１のスナップフィット爪部１ａが嵌り込むことによって、ピックアップローラ１はピックアップローラ軸１５６に連結される。つまり、ピックアップローラ１は、スナップフィット爪部１ａがリング部材１５７に当接することで、ピックアップローラ軸１５６の端部から外れないように抜け止め（係止）されている。このように、規制部材としてのリング部材１５７によって軸方向におけるスナップフィット爪部１ａの移動が規制されることで、ピックアップローラ１が抜け止（係止）される。なお、ピックアップローラ１の、ピックアップローラ軸１５６の端部とは反対への移動は、ピックアップローラ軸１５６に形成されたフランジ３２（図３参照）で規制されている。

ここで、スナップフィット爪部１ａが当接するリング部材１５７は、ピックアップローラ軸１５６に対して回転自在である。したがって、ピックアップローラ１がピックアップローラ軸１５６に対して回転する際に、以下の効果を奏する。即ち、スナップフィット爪部１ａが当接する係止部がピックアップローラ軸１５６と一体的に回転するように構成した場合と比較して、本実施形態では、スナップフィット爪部１ａがリング部材１５７（係止部材）と擦れることが少なくなる。したがって、耐久によるスナップフィット爪部１ａの削れによるトラブル、例えばスナップフィット爪部１ａが削れて係止不良となってピックアップローラ１が外れてしまうトラブルが防止できる。

ピックアップローラ１の交換のためにピックアップローラ１をピックアップローラ軸１５６から取り外す際の操作について説明する。作業者がスナップフィットの腕部１ｂをピックアップローラ１から離す矢印Ｈの向きに操作すると、突出部２１０が弾性的に変形して、スナップフィット爪部１ａがリング部材１５７から外れる。この状態で、作業者がピックアップローラ１を軸方向（Ｋ方向）に移動させることで、ピックアップローラ１をピックアップローラ軸１５６から取り外すことができる。

なお、スナップフィット爪部が当接する係止部がピックアップローラ軸１５６と一体的ににした構成において、スナップフィット爪部１ａが接する係止部の表面性を良くして削れを防ぐようにする考えもある。しかしながら、ローラ自体の耐久性の向上にともない、係止部の表面性を良くすることでは、スナップフィット爪の耐久削れによるトラブルを確実に防ぐことが難しくなってきている。本実施形態では、回転自在なリング部材１５７によってスナップフィット爪部１ａを係止しているのでスナップフィット爪部１ａの耐久削れによるトラブルをより確実に防止できる。また、本実施形態では、腕部１ｂを操作するだけのワンアクションでローラの交換ができるのでサービス作業性の向上、特に、レイバーコストの低減を可能にできている。

フィードローラ２とリタードローラ３は、スナップフィット爪の位置が各ローラの内部側にある点がピックアップローラ１と構成と異なるが、ローラの抜け止めに係る構成はピックアップローラ１と同様である。すなわち、フィードローラ２のスナップフィット爪は、フィードローラ軸１０８に対して回転自在なリング部材（係止部材）によって係止される。そして、フィードローラ２は、腕部２ｂ（図３参照）を押し下げることで、スナップフィット爪によるロックが外れて、軸から取り外すことができる。リタードローラ３のスナップフィット爪もリタードローラ軸１０７に対して回転自在なリング部材（係止部材）によって係止される。そして、リタードローラ３は、腕部３ｂ（図３参照）を押し下げることで、スナップフィット爪によるロックが外れて、リタードローラ軸１０７から取り外すことができる。

フィードローラ２は、フィードローラ軸１０８からの回転駆動をワンウェイクラッチを介して伝達される。ここで、フィードローラ２の給紙動作によるシート搬送速度より搬送ローラ対７０が高速で搬送する。搬送ローラ対７０によって搬送される用紙Ｐによって連れまわりしてフィードローラ２はフィードローラ軸１０８と相対的に回転する。

また、リタードローラ３は、上述したように、搬送方向と逆方向の回転駆動がリタードローラ軸１０７からトルクリミッタ１０を介して伝達されている。用紙Ｐが一枚送りされるとき、リタードローラ３はリタードローラ軸１０７と逆方向に回転することで、リタードローラ３はリタードローラ軸１０７に対して回転する。

回転部材（ローラ）と軸とが相対的に回転する場合、仮に回転部材のスナップフィット爪を係止する係止部が軸と一体であったら、スナップフィット爪と係止部が擦れ合う関係になる。ここで、軸方向の力が作用しなければ、耐久してもスナップフィット爪の削れは少ないが、ローラの編摩耗やローラの偏心振れ、軸の倒れなどに起因して、軸方向の力が生じるので耐久削れが発生してしまう。

これに対して、本実施形態では、ピックアップローラ１、フィードローラ２やリタードローラ３が、軸１５６、１０７、１０８に対して回転自在なリング部材（係止部）によって係止されているので、スナップフィット爪の耐久削れを防止が可能となる。よって、スナップフィット爪の削れにる係止不良のトラブルが低減される。

次に、図５を用いて、第２実施形態を説明する。

第２実地形態は、第１実施形態のスナップフィット爪と当接するリング部材に替えて、ベアリング部１５８を設けている。第１実施形態と同様にピックアップローラ１で説明する。ピックアップローラ軸１５６の先端部１５６ｂに、内輪部と内輪部に対して回転する外輪部とを備えたベアリング部１５８が設けられる。先端部１５６ｂに内輪部が圧入されて、ベアリング部１５８はピックアップローラ軸１５６に固定される。ベアリング部１５８の外輪部（リング部）はピックアップローラ軸１６６と相対的に回転する。
大径部１５６ｄ、小径部１５６ａ、ベアリング部材１５８によって形成される溝部８１にスナップフィット爪部１ａが嵌る。そして、規制部材としてのベアリング部材１５８の外輪部は、ピックアップローラ１のスナップフィット爪部１ａと当接して、ピックアップローラ１の抜け止め（係止）をする。ベアリング部材１５８の外輪部は、スナップフィット爪部１ａと一体に回転する。これにより、スナップフィット爪部１ａの耐久による削れを防止でき且つローラの交換性が高い。フィードローラ２、リタードローラ３においても、ベアリング部材１５８を用いて軸方向での移動を係止する本実施形態の抜け止め機構を適用できる。

以上の説明は、回転体として用紙を搬送するローラを例示して説明したが、駆動の伝達を行うための駆動伝達装置を構成するギア５１にも本発明を応用できる。以下では図６を参照しながら、ギア軸とギアとを連結するための連結装置に本発明を適用した形態を説明する。図６では、図３で示した形態と同様の機能部品に同符号を付して詳細な説明を省略する。

図６において、ギア５１は、回転しないように一端部が本体フレームに保持されたギア軸１６６に軸支持される。なお、このギア５１は、ピックアップローラ入力ギア１３２とピックアップローラギア１３１（図２）との間に配置されたアイドルギアに用いられる。

ギア５１には、スナップフィット爪５１ａが設けられる。大径部１６６ｄ、小径部１６６ａ、リング部材１５７によって形成される溝部にスナップフィット爪部５１ａが嵌る。ギア軸１６６と相対的に回転自在なリング部材１５７によってスナップフィット爪５１ａが係止される。なお、リング部材１５７が、固定部材１５５によってギア軸１６６から外すことができないようになっていることは、図３で示した形態と同様である。

腕部５１ｂを操作することで、リング部材１５７のスナップフィット爪５１ａへの係止を解除することで、ギア５１は交換のためにギア軸１６６から取り外すことができる。

なお、ギア軸とギア軸から取外し可能なギアとを連結する装置として、図５に示したベアリングを用いた構成としてもよい。

１ ピックアップローラ
２ フィードローラ
３ リタードローラ
１ａ スナップフィット爪部
１ｂ スナップフィット腕部
１５６ ピックアップローラ軸
１５６ｂ ピックアップローラ軸の先端部
１５７ 回転自在のリング部材
１５５ 固定部材
１０７ リタードローラ軸
１０８ フィードローラ駆動軸
１５８ ベアリング
５１ ギア
１６６ ギア軸
１６６ｂ ギア軸１６６の先端部
６１ａ〜６３ａ 給紙部

Claims (14)

1. 軸と、取外し可能に前記軸に支持され、モータからの駆動力を受けて前記軸に対して回転する回転部材と、を連結する連結装置であって、
   前記回転部材に設けられた爪部と、
   前記爪部と接することで、前記回転部材の軸方向での移動を規制する規制部材であって、前記モータからの駆動力を受けて前記軸に対して前記回転部材が回転する際に前記回転部材の爪部との擦れが少なくなるように前記軸に対して回転できるように前記軸に支持された規制部材と、を有することを特徴とする連結装置。
2. 前記規制部材によって規制されずに前記回転部材が前記軸から取り外しできるように、前記爪部は弾性変形できることを特徴とする請求項１に記載の連結装置。
3. 前記軸は、大径部と、前記大径部よりも端部側に設けられ、前記大径部よりも径の小さな小径部と、を有し、
   前記小径部よりも端部側に前記規制部材が配置され、
   前記爪が嵌る溝部が、前記大径部と前記小径部と前記規制部材とによって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の連結装置。
4. 前記規制部材は、前記軸の端部側から挿入されて前記軸における装着部に装着されるリング部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の連結装置。
5. 前記軸の端部に取り付けられ、前記規制部材が前記軸の端部から抜けないように固定する固定部材を有することを特徴とする請求項３または４に記載の連結装置。
6. 前記回転部材は、シートを搬送するローラであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の連結装置。
7. 前記回転部材は、駆動を伝達するギアあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の連結装置。
8. 軸と、
   軸方向に着脱自在に前記軸に支持され、モータからの駆動力を受けて前記軸に対して回転することによってシートを搬送するローラと、
   前記ローラと接することで、前記ローラの軸方向での移動を規制する規制部材であって、前記モータからの駆動力を受けて前記軸に対して前記ローラが回転する際に前記ローラとの擦れが少なくなるように前記軸に対して回転できるように前記軸に支持された規制部材と、を有することを特徴とするシート搬送装置。
9. 前記ローラは、前記規制部材と接し且つ弾性変形できる爪部を備えることを特徴とする請求項８に記載のシート搬送装置。
10. 前記規制部材は、前記軸の端部側から挿入されて前記軸における装着部に装着されるリング部材であることを特徴とする請求項８または９に記載のシート搬送装置。
11. 軸と、
    軸方向に着脱自在に前記軸に支持され、モータからの駆動力を受けて前記軸に対して回転するギアと、
    前記ギアと接することで、前記ギアの軸方向での移動を規制する規制部材であって、前記モータからの駆動力を受けて前記軸に対して前記ギアが回転する際に前記ギアとの擦れが少なくなるように前記軸に対して回転できるように前記軸に支持された規制部材と、を有することを特徴とする駆動伝達装置。
12. 前記ギアは、前記規制部材と接し且つ弾性変形できる爪部を備えることを特徴とする請求項１１に記載の駆動伝達装置。
13. 前記規制部材は、前記軸の端部側から挿入されて前記軸における装着部に装着されるリング部材であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の駆動伝達装置。
14. 大径部と、前記大径部よりも端部側に設けられ、前記大径部よりも径の小さな小径部と、を備えた軸と、
    前記軸の、前記小径部よりも端部側に、前記軸に対して回転自在に取り付けられたリング部材と、
    取り外しできるように前記軸に取り付けられ、モータからの駆動力を受けて前記軸に対して回転するローラと、
    前記ローラに設けられ、前記大径部と前記小径部と前記リング部材とによって形成される溝部に嵌る爪と、を備え、
    前記モータからの駆動力を受けて前記軸に対して前記ローラが回転する際に前記ローラの爪との擦れが少なくなるように前記リング部材は前記軸に対して回転できるように前記軸に支持されていることを特徴とするシート搬送装置。

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