专利名称：分离部件及采用该部件的纸供给装置和图像处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种与纸接触、靠其摩擦力传送纸等的辊部件，特别涉及对于无论多大的纸的确都能进行纸传送和纸分离的辊部件及采用该部件的纸传送装置，以及电子相片复印机、打印机、文字处理器及传真装置等的图像处理装置。
背景技术：
图10示出了一例以往的装备有纸供给装置的激光打印机。此种打印机，通过作为纸供给装置的供给辊102a及与其一体转动的供给辊轮102b以及可压接在上述供给辊102a上的分离垫片103，单张分离供给装在纸盒101中的纸P。通过传送辊104a、104b及保护辊105a、105b向具有感光柱106a及显影器106b等的图像形成部106传送上述纸，通过复制在该图像形成部106形成的着色剂图像而形成图像。然后，将复制有着色剂图像的纸P传送到定影仪107，加热定影着色剂图像后，由排出部108排出。
此处，上述分离垫片103由与供给辊102a搭接的橡胶等弹性部件构成，沿与纸供给方向正交的方向对其表面106c实施研磨加工或薄片(Slice)加工，根据纸的摩擦特性分离记录纸P。
但是，采用上述以往的纸供给装置，存在以下问题例如，在以200g/m2左右的较厚纸为目标较大地设定了供给力时，如要供给60g/m2左右的较薄纸时，会同时供给数张纸。所以，为分离上述薄纸，需要采取对分离垫片103的供给辊102a设定更大的压紧力以提高咬入压力或在分离垫片103上采用摩擦系数更高的材质等对策。
但是，如上所述，即使提高分离垫片103的压紧力，由于在咬入部以外也无分离作用效果，如只靠咬入部使其具有分离作用，就需要更大的压紧力。由此，出现的问题是，供给辊102a就需要大的驱动力，需要大容量的驱动用电机，同时增强分离垫片103与供给辊102a及供给辊轮102b的摩擦力，这就容易产生称为“鸣叫声”的杂音。
此外，在采用高摩擦系数的材质作为分离垫片103时，由于耐久等造成的磨损，还存在摩擦系数发生变化，供给性能易降低的问题。
另外，如果采用高摩擦系数的分离垫片103，在传送较薄纸时，还存在由供给辊102a供给的较薄纸与分离垫片103碰撞，纸前端受到损伤，产生所谓的“立折”问题。
此外，即使在传送较薄纸以外的纸时，对于在高湿环境下放置而吸潮的纸，也存在产生同一现象的可能性。
除此之外，还存在由于纸上附着的纸粉造成摩擦系数降低而使分离性能下降的问题。
发明内容
本发明是针对上述问题而提出的，目的是提供一种适合从较薄纸张到较厚纸张以及OHT、光泽纸等各种纸张材质并长时间具有良好分离性能的分离部件及安装该部件的纸供给装置及图像处理装置。
为达到上述目的，本发明的代表性的构成为，一种与纸接触、通过摩擦力分离纸的分离部件，其特征在于具有由在与纸的作用面上立起的支持部和在上述支持部的前端形成的可与纸接触的前端部构成的多个突起部件；上述突起部件的支持部相对于垂直于纸作用面的方向，向纸供给方向下游侧倾斜。
对于上述构成，通过突起部件的支持部的弹性变形，在供给各种重量及种类的纸张时，可得到适宜的最佳分离压紧力，同时由于在上述支持部弹性变形时突起部件的前端形状一般与纸稳定接触，可得到稳定的分离性能。
如以上说明，如果采用本发明，通过突起部件的支持部的弹性变形，在供给各种重量及种类的纸张时，可得到适宜的最佳分离压紧力，同时由于在上述支持部弹性变形时突起部件的前端形状一般与纸稳定接触，可得到稳定的分离性能。
图1是装有第1实施方式的供给装置的图像形成装置的主要部位截面图。
图2是第1实施方式的供给装置的简要正视图。
图3是第1实施方式的供给装置的主要部位截面图。
图4是第1实施方式的供给装置的供给动作的说明图。
图5是第1实施方式的供给装置的分离垫片说明图。
图6是第1实施方式的供给装置的分离垫片说明图。
图7是第1实施方式的供给装置的供给运转时的分离垫片说明图。
图8是第2实施方式的供给装置的分离垫片说明图。
图9是第2实施方式的供给装置的供给运转时的分离垫片说明图。
图10是装有以往的供给装置的图像形成装置的主要部位截面图。
具体实施例方式
第1实施方式以下以作为采用在感光柱上扫描激光束进行记录的电子照相方式的图像形成装置的激光打印机为例，说明本发明供给装置的第1实施方式。
整体构成图1是装有表示本发明第1实施方式的供给装置的图像形成装置1的截面图。图2是表示本发明一种实施方式的纸供给装置2的简要正视图。
图中，3是装有将供给到图像形成装置中的纸即纸P的纸装载手段中的供给托盘，在该供给托盘3的纸装载面3a上装载有纸P。通过作为压紧部件的加压板5，在设置在供给托盘3上部前端的作为供给手段的供给辊4上压紧、抽出上述纸P。然后，通过构成分离手段的分离垫片装置6和供给辊4单张分离、供给上述纸P，最后通过作为传送手段的传送辊7a、7b传送给复制工序。
8是保护传感器，保护传感器8使作为纸P的前端位置和曝光光源的激光扫描器9的发光定时保持同步，在纸P上的规定位置描出图像。10是折返镜。
11是由感光柱12、显影器、清洁器、带电辊等图像形成手段构成的盒式图像形成部，13是在纸P上复制感光柱12上的显示图像的复制辊，14是将复制后的纸P引入到定影仪15的传送导向装置，定影仪15加热定影纸P上的显示图像。然后，纸P由排出辊16排出到与外壳17整体形成的排出托盘18上。
关于纸的传送角度如图1所示，在朝斜上方方向，在大约一条直线上配置了装有供给辊4和加压板5以及分离垫片装置6的供给装置2、通过复制辊13在纸P上复制感光柱12上的显示图像的复制手段以及加热定影纸P上的着色剂图像的定影仪15。定影仪15安装在最上方。
通过供给辊4供给了装载在供给托盘3中的纸P后，由传送辊7沿大致直线的传送路径传送到复制工序，然后通过感光柱12和复制辊13，与着色剂图像的复制同时夹持传送到定影仪15。由于此期间的纸P的传送路线大致是一条直线，这样的构成可降低纸传送时纸P与引导部件的滑擦声，同时还能稳定传送纸P，提高纸传送的可靠性。
此外，由于定影仪15安装在纸传送路线的最上部，这样即使在进行连续打印作业时，由于从定影仪15散发的热也能由外壳17内形成的散热部件(图中未示出)向装置外排放，盒式图像形成部11及激光扫描器9在定影仪15下面或横向配置，不受定影仪15散发的热的影响，可获得良好的输出图像。
关于激光扫描器的配置如图1所示，作为装置配置，激光扫描器9呈从多角扫描器9a分别向右上升的配置。在此处，为尽量使图像形成装置小型化，如图1所示，从与供给装置2～复制手段～定影仪15的纸传送路线大致垂直的方向，对感光柱12射入激光束最有效。采用这样的构成可使图像形成装置的长度及高度收纳到最小的尺寸。
此外，驱动多角扫描器9a的扫描电机9b由于大约呈水平状态，对扫描电机的轴承不施加负荷，这样就不产生由轴承磨损降低扫描电机9b使用寿命的缺陷，能够长时间使用。
如是图1所示的构成，盒式图像形成部11可在供给托盘3的方向大致水平装拆，全部可以从同一方向进行图像形成装置内的压紧处理及盒式图像形成部的交换，从而提高使用周期。
关于电气装置系统的布置由AC电源及DC电源、高压电源组成的电气装置部件19，如图1所示，配置在朝供给装置2至定影仪15的斜上方的纸传送路线的下面，电气装置部内的空间面积设置成从供给部增大到定影部。这样，就可确保由从电气装置部19产生的热所形成的气流的通路。
此外，从配置在电气装置部件19上部的定影仪15产生的热能由外壳17内形成的散热部件(图中未示出)向外排放。此时，通过在定影仪15的后面与外壳17之间设置空间，也可以在该部分产生由定影仪15废热形成的气流。
从而，如前所述，通过在定影仪15的下面设置大的空间，配置电气装置部件19，在定影仪15的后面设置空间，即使没有冷却用FAN等，也能为从电气装置部件19到定影仪15的废热形成气流，散发图像形成装置内部的热，防止升温。
关于驱动源的配置作为驱动源的电机20，如图1所示，直接安装在作为图像形成装置的框架的一部分的侧面壁的内侧，采用小螺钉组装，并配置在由供给、复制、定影组成的纸传送面的下面。
通过在纸传送部分的下面配置电机20，在图像形成装置高速化时，容易适应电机的大型化及从步进电动机向DC电机的变更等。由此，可容易实现例如从10ppm到20ppm的高速化。
以上，说明了激光打印机的概略构成。下面继续说明本实施方式的供给装置2的构成。
关于供给装置的构成下面具体说明纸供给装置的构成。图3是本实施方式的纸供给装置2的简要正面图。图4是供给装置2的简要部分截面图。
如图2及图3所示，作为供给手段的供给辊4由截面形状为D字状的半月圆状辊和旋转轴21构成。在供给辊4的两侧面，设置有使旋转轴21保持自由旋转的供给滚轮22(22a、22b)。供给滚轮22为圆形，直径比供给辊4的最大外径稍小。在旋转轴21的一端装有齿轮23。电机20借助齿轮23驱动供给辊4，使其转动。
通过加压弹簧24、25对加压板5施加弹性力，在供给纸时将纸P压紧在供给辊4上。在加压板5在供给辊4上压紧纸P的位置上设有分离板26。上述分离板26为软木塞或合成树皮，与纸P的摩擦系数为0.5～1.0左右，这样可防止重送加压板5上的纸P的最下面的纸。
分离垫片装置6由单张分离供给纸P的弹性体组成的分离垫片6a和保持分离垫片6a的夹具6b构成。分离垫片装置6在待机状态下通过垫片簧27与供给滚轮22搭接。
加压板5上设置的宽度控制板28、29可根据加压板5上的纸的尺寸沿纸宽度方向移动，以控制纸P的宽度。
凸轮30、31固定在旋转轴21的两端附近，与加压板5的凸轮部分5a、5b连接，在装置待机状态下，与加压簧24、25相反，对加压板5施加弹性力以使纸P不与供给辊4接触。旋转轴21、加压板5分别由框架32保持可转动状态。33是从供给辊4到传送辊7的纸导向装置。
关于供给动作与纸分离特性下面根据图4至图7继续说明供给动作和分离垫片装置6的特性。图4是在供给运转中的纸供给装置的部分截面图，图5及图6是用于纸供给装置的分离垫片6a的放大图。此外，图7是在供给工作中的纸供给装置的分离垫片6a的放大作用图。
供给辊4借助齿轮23传递电机20的驱动力，朝图4中箭头D方向转动。而且，随着供给辊4的转动，加压板5的凸轮30、31的推压被解除，利用加压弹簧24、25的弹力，通过加压板5将纸P压紧在供给辊4上。与供给辊4搭接的纸P上部附近的数张纸P压紧在供给辊4上由其进行输送，接着，利用分离垫片装置6的分离垫片6a单张分离与供给辊4搭接的纸P。
图5示出了图4中的分离垫片6a的咬入部N及从咬入部N开始的纸供给方向下游侧范围(以下只称“下游侧范围”)W2中的分离垫片表面6c的详细情况，图6示出了同一纸供给方向上游侧范围(以下只称“上游侧范围”)W1中的分离垫片表面6c的详细情况。
6d是作为分离垫片6a上的微小突起部件的3维结构体，由支持部62和前端部63构成。上述3维结构体6d，通过由作为本发明的纸作用面的弹性体基底部61形成的圆柱(在本发明实施方式中，直径r的圆柱形状)的支持部62和在前端形成球形状(在本发明实施方式中，直径R的球形状r＜R)的前端部63，形成高h为1～500μm范围的蘑菇形状。
此外，上述支持部62与弹性体基底部61倾斜形成，以在纸供给方向形成角度α。上述前端部63为直径Rμm的球体，是按距离Lμm及朝纸供给方向和与纸供给方向正交的方向设计的，与分别相邻的3维结构体6d整齐排列。
此外，本实施方式的3维结构体6d由与弹性体基底部61相同材质的乙醚系聚氨酯橡胶构成。另外，作为上述弹性体基底部61可使用的材质，还有天然橡胶、乙丙橡胶(EPM)、乙烯-丙烯-双烯烃橡胶(EPDM)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁基橡胶(IIR)、硅橡胶、聚氨酯橡胶等、软木、丁基-异丙-乙烯橡胶等。
在分离垫片6a的咬入部N及下游侧范围W2中，上述支持部62形成直径r的圆柱形状；在上游侧范围W1中，上述支持部62形成直径r-Δr的圆柱形状。在此，r＞r-Δr成立。即上游侧范围W1的支持部62比下游侧范围W2的支持部62细，固此弹力也小。
图7(a)表示分离垫片的上游侧范围W1中的分离垫片和记录纸P的接触状态。此外，图7(b)表示咬入部N及上游侧范围W2中的分离垫片和记录纸P的接触状态。
在用供给辊传送了两张以上记录纸P时，如图7(a)所示，记录纸P的前端首先撞入分离垫片的上游侧范围W1。此时，碰撞分离垫片的3维结构体6d的前端部63。在此处，由于支持部62的直径比为在咬入部N及下游侧范围W2中获得所需的分离摩擦力而设定的支持部62的直径r减小Δr，记录纸的撞入使支持部62适度向纸供给方向(箭头C方向)弹性变形。此外，为使前端部63形成球形，对记录纸前端不给予强烈的阻力，以防止对记录纸产生“立折”等前端损伤，同时进行记录纸的分离。
下面，在上游侧范围W1中未完全分离地传送到下游侧的多张记录纸如图7(b)所示，在咬入部N与供给辊接触的记录纸向箭头C方向传送，通过3维结构体6d的前端部63与记录纸P间的摩擦，使下面的记录纸保持在分离垫片上。此时，在重合记录纸间的摩擦系数更大时，就能向箭头方向传送。可是，在此种情况下记录纸前端部碰撞3维结构体6d的前端部63，但由于在咬入部及下游侧范围W2中的支持部62具有足够分离纸的弹力，可以防止重送纸。
如上所述，对于本实施方式的分离垫片6a，在一系列的分离运转中，无论3维结构体6d的前端部63对于具有怎样的以重量为首的物理性质的记录纸，一般通过得到一定的接触面积，就能够稳定对记录纸P的摩擦力，提高分离性能。因此，可以通过分离垫片装置6的垫簧27设定比以往更低的压紧力，减小分离垫片6a的摩擦，提高耐久性。这样就可以采用耐磨性低的橡胶等作分离垫片6a，与以往的构成相比，由于能够减小供给辊4所需的驱动转矩，所以能够提供一种耐久性优良、分离性能稳定而且廉价的纸供给装置。
此外，在分离纸时，如图7(b)所示，即使纸P上附着纸粉等异物S，由于异物S落入弹性体基体部61中，不附着在前端部63上，不影响3维结构体6d的纸分离力。所以，可长时间保持稳定的分离性能。
此外，在记录纸相对于分离垫片6a表面以较深角度进入时，由于无需将记录纸前端引入3维结构体6d，不损伤记录纸，可得到稳定的分离性能。
另外，作为分离手段的橡胶材料及作为压紧手段的压紧部的橡胶材料的材质选择范围广，即使采用廉价的高耐久性橡胶材料也能得到高性能的分离性能，这样就能够提供更低价格的高性能供给装置。
第2实施方式下面，说明分离垫片的第2实施方式。其中只说明与第1实施方式不同的地方，其他内容省略。
图8是用于第2实施方式的供给装置的分离垫片6a的上游侧范围W1的构成放大图。此外，图9是供给运转中的纸供给装置的分离垫片6a在上游侧范围W1中的放大作用图。
6d是分离垫片6a上的3维结构体，由支持部62和前端部63构成。支持部62为直径r的圆柱形状，相对于弹性体基底部61，朝纸供给方向下游侧倾斜形成角度β。此处设定的角度β比上述第1实施方式的倾斜角度α小(β＜α)。
此外，前端部63为直径Rμm的球体，朝纸供给方向，按距离Lμm与分别相邻的3维结构体整齐排列，构成交错排列，以在纸供给方向，在L/2错开的位置隔开Lμm的距离，在与纸供给方向正交的方向形成3维结构体排列。
另外，3维结构体6d由与弹性体基底部61相同材质的乙醚系聚氨酯橡胶等构成，此点与第1实施方式相同。
而且，在分离垫片6a的咬入部N及下游侧范围W2中的分离垫片6a的3维结构体6d的形状形成与第1实施方式相同的形状，排列与上游侧范围W1中的3维结构体6d的交错排列相同。
对于上述构成的分离垫片6a，在通过供给辊1传送两张以上的记录纸P时，如图9所示，记录纸P的前端首先撞入分离垫片的上游侧范围W1。此时，碰撞分离垫片的3维结构体6d的前端部63。由于此处的支持部62的设定角度β小于为在咬入部得到所需分离摩擦力而设定的支持部62的角度α，在记录纸P撞入时，对记录纸前端不给予强烈的阻力，能确保防止对记录纸产生“立折”等前端损伤，同时还能进行记录纸的分离。
此外，即使在由于记录纸前端卷边等使记录纸对分离垫片的撞入角度向形成与分离垫片面垂直的方向变化的情况下，如前所述，由于3维结构体6d朝纸供给方向形成交错排列，记录纸的前端潜入3维结构体6d的上游一侧，不产生所谓的“翅尾”，可向下游引导。
其他实施方式在上述的第2实施方式中，以3维结构体6d为交错排列，但在上述的第1实施方式中也可以将3维结构体6d设定为交错排列。此外，在上述的实施方式中，可根据要供给的记录纸的种类将突起部件的支持部的形状设定为任意的值，由此能够进行更稳定的纸供给。
在上述的实施方式中，3维结构体6d的支持部62为圆柱，但也可以是圆筒或椭圆柱或多角柱或圆锥或椭圆锥或多角锥等形状。此外，前端部63为球形状，但也可以是半球状或圆盘状或圆锥状等形状。
此外，在上述的实施方式中，固定设定了与相邻的3维结构体6d的距离及前端部63的形状，但也可以形成各式各样的形状。由此可以抑制由分离垫片、供给辊或记录纸擦合产生的3维结构体之间的振动产生共振，防止杂音放大。
此外，在上述的实施方式中，示出了将纸供给装置用于图像形成装置的应用例，但并不只限于图像形成装置，当然可以用于具有其他纸供给结构的装置，例如，具有传送原稿、读取其信息的图像读取手段的扫描仪等读取装置。
权利要求
1.一种与纸接触、通过摩擦力分离纸的分离部件，其特征在于具有由在与纸的作用面上立起的支持部和在上述支持部的前端形成的可与纸接触的前端部构成的多个突起部件；上述突起部件的支持部相对于垂直于纸作用面的方向，向纸供给方向下游侧倾斜。
2.如权利要求1记载的分离部件，其特征在于对于上述突起部件，在纸供给方向上游侧范围内设置的突起部件的支持部的弹力比在下游范围内设置的突起部件的支持部的弹力小。
3.如权利要求2记载的分离部件，其特征在于上述突起部件的支持部形成圆柱形状，在纸供给方向上游侧范围内设置的突起部件的支持部的直径比在下游范围内设置的突起部件的支持部的直径小。
4.如权利要求1记载的分离部件，其特征在于对于上述突起部件，在纸供给方向上游侧范围内设置的突起部件与上述纸作用面间的倾斜角比在下游范围内设置的突起部件的倾斜角小。
5.如权利要求1记载的分离部件，其特征在于上述突起部件在纸作用面按交错排列配置。
6.如权利要求1记载的分离部件，其特征在于上述突起部件为高1～500μm的蘑菇状形状。
7.如权利要求1记载的分离部件，其特征在于上述突起部件的前端部为球形状或圆盘状或圆锥状或椭圆锥状。
8.如权利要求1记载的分离部件，其特征在于上述突起部件的支持部为圆柱或圆筒或椭圆柱或多角柱或圆锥或椭圆锥或多角锥。
9.一种纸供给装置，具有给予纸供给力的供给辊、在上述供给辊上压紧纸的分离部件；其特征在于上述分离部件为如权利要求1至权利要求8任何一项记载的分离部件。
10.一种纸供给装置，具有给予纸供给力的供给辊、在上述供给辊上压紧纸的分离部件、由在与上述分离部件的纸的作用面上立起的支持部和在上述支持部的前端形成的可与纸接触的前端部构成的多个突起部件；其特征在于上述突起部件的支持部相对于垂直于纸作用面的方向，向纸供给方向下游侧倾斜。
11.一种具有在纸上形成图像的图像形成手段或读取纸原稿图像的图像读取手段、为上述图像形成手段或上述图像读取手段传送纸的纸供给装置的图像处理装置；上述纸供给装置具有给予纸供给力的供给辊、在上述供给辊上压紧纸的分离部件；其特征在于上述分离部件为如权利要求1至权利要求8任何一项记载的分离部件。
12.一种具有在纸上形成图像的图像形成手段或读取纸原稿图像的图像读取手段、为上述图像形成手段或上述图像读取手段传送纸的纸供给装置的图像处理装置；上述纸供给装置具有给予纸供给力的供给辊、在上述供给辊上压紧纸的分离部件、由在与上述分离部件的纸的作用面上立起的支持部和在上述支持部的前端形成的可与纸接触的前端部构成的多个突起部件；其特征在于上述突起部件的支持部相对于垂直于纸作用面的方向，向纸供给方向下游侧倾斜。
全文摘要
一种分离部件，适合从较薄纸张到较厚纸张以及OHT、光泽纸等各种纸张材质并长时间具有良好的分离性能。在与纸接触、通过摩擦力分离纸的分离垫片中，具有由在与纸的作用面上立起的支持部62和在该支持部62的前端形成的可与纸接触的前端部63构成的多个三维构造体6d；其特征在于，该三维构造体6d的支持62相对于垂直于纸作用面的方向，向纸供给方向下游侧倾斜。
文档编号B65H3/52GK1456442SQ0312852
公开日2003年11月19日 申请日期2003年5月6日 优先权日2002年5月8日
发明者川上真也 申请人:佳能株式会社