JP2019073383A - 用紙搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動トルクの低減とカールの矯正との両方を、効率的に実現できる用紙搬送装置を提供する。【解決手段】用紙搬送装置６０は、弾性を有し、回転軸を中心に回転する弾性ローラ７０と、弾性ローラ７０に押圧され、弾性ローラ７０よりも硬度が高い矯正ローラ８０とを備えている。矯正ローラ８０は、周面より外側へ突出した突起部８３が設けられている。突起部８３は、矯正ローラ８０のうち、幅方向の中央よりも両端部で密度が高くなるように設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、用紙搬送路に沿って用紙を搬送する用紙搬送装置および画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置では、未定着のトナー像が形成された用紙を加熱および加圧して、トナー像を用紙に定着させている。用紙は、ローラからの熱や圧力などの影響によって、湾曲（カール）することがあり、搬送や積載する際の作業性を低下させることがあった。これを解消するため、画像形成装置にカールを矯正する機構を設けることが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２）。

特開２００６−２１８５７号公報 特開２０１０−１９５５７２号公報

特許文献１に記載の画像形成装置では、シート材（用紙）を搬送するローラが、周方向に対して斜め方向に延びる溝部が外周面に形成された溝付きローラとされている。

特許文献２に記載のデカーラ装置では、谷部を形成する円筒面に、棒状体をつる巻線状に巻き付けてスパイラルの山部を形成した第１のデカーラローラと、第１のデカーラローラと逆にして棒状体を巻き付けた第２のデカーラローラとでデカーラローラ対を構成している。

特許文献１および特許文献２では、溝部や棒状体が一様な間隔で設けられているが、用紙においては、部分によってカールの生じやすさが異なる。つまり、カールは、用紙の端部で顕著に発生するため、カールが発生しやすい箇所を重点的に矯正することが望ましいが、上述した特許文献１および特許文献２では、それに対する処置がなされていない。

また、２つのローラで用紙を挟持して搬送する構造では、ローラが用紙全面を均一に押さえていると、当接面積が広くなり、駆動トルクが高くなるという問題がある。溝や突起などをローラに設けることで、当接面積が減り、駆動トルクが低減するが、用紙を押圧して矯正する部分が減るため、カールを矯正する効果が損なわれる。しかしながら、画像形成装置においては、駆動トルクの低減とカールの矯正とのいずれも、対策することが求められており、両方を効率的に実現できる方法が望まれている。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、駆動トルクの低減とカールの矯正との両方を、効率的に実現できる用紙搬送装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る用紙搬送装置は、用紙搬送路に沿って用紙を搬送する用紙搬送装置であって、弾性を有し、回転軸を中心に回転する弾性ローラと、前記弾性ローラに押圧され、該弾性ローラよりも硬度が高い矯正ローラとを備え、前記弾性ローラの回転軸に平行な方向を幅方向としたとき、前記矯正ローラは、周面より外側へ突出した突起部が設けられ、前記突起部は、前記矯正ローラのうち、前記幅方向の中央よりも両端部で密度が高くなるように設けられていることを特徴とする。

本発明に係る用紙搬送装置では、前記突起部は、前記矯正ローラの周面に沿って、螺旋状に延伸されており、前記突起部が延伸されている方向は、用紙の搬送方向に対して傾斜している構成としてもよい。

本発明に係る用紙搬送装置では、前記突起部は、前記矯正ローラのうち、前記幅方向の中央から両端部に向かうに従って、前記搬送方向に対して傾斜した角度が小さくなる構成としてもよい。

本発明に係る用紙搬送装置では、前記突起部は、前記矯正ローラのうち、前記幅方向の両端部において、多重螺旋状とされている構成としてもよい。

本発明に係る用紙搬送装置では、前記弾性ローラは、前記矯正ローラよりも直径が大きく形成されている構成としてもよい。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る用紙搬送装置を備えることを特徴とする。

本発明によると、矯正ローラに突起部を設けることで、用紙を挟持した際の当接面積が減り、弾性ローラおよび矯正ローラを回転させる駆動トルクを低減することができる。また、用紙は、中央よりも両端部の方がカールしやすいため、突起部を高密度に設けることで、効率的に矯正することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略側面図である。 本発明の第１実施形態に係る用紙搬送装置を示す概略側面図である。 図２に示す矯正ローラの概略平面図である。 突起部近傍を拡大して示す拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る用紙搬送装置における矯正ローラの概略平面図である。 本発明の第３実施形態に係る用紙搬送装置における矯正ローラの概略平面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略側面図である。

画像形成装置１００は、スキャナ機能、複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能等を有する複合機であり、画像読取装置によって読み取られた原稿の画像を外部に送信し（スキャナ機能に相当する）、また、読み取られた原稿の画像または外部から受信した画像をカラーもしくは単色で用紙に画像形成する（複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能に相当する）。

画像読取部４１の上側には、画像読取部４１に対して開閉自在に支持された原稿搬送部５０（ＡＤＦ）が設けられている。原稿搬送部５０が開かれると、画像読取部４１の上方の原稿載置台４４が開放され、原稿を手置きで置くことができるようになっている。また、原稿搬送部５０は、載置された原稿を、画像読取部４１に設けられた原稿通過部４３の上に自動で搬送する。画像読取部４１は、載置された原稿または原稿搬送部５０から搬送された原稿を読み取って画像データを生成する。

画像形成装置１００は、光走査装置１、現像装置２、感光体ドラム３（感光体の一例）、ドラムクリーニング装置４、帯電器５、中間転写ベルト７、定着部１２、用紙搬送路Ｓ、給紙カセット１０、積載トレイ１５等を備えている。

画像形成装置１００では、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像、または単色（例えば、ブラック）を用いたモノクロ画像に応じた画像データが扱われる。画像形成装置１００の画像転写部２０には、４種類のトナー像を形成するための現像装置２、感光体ドラム３、ドラムクリーニング装置４、および帯電器５が４つずつ設けられ、それぞれがブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローに対応付けられ、４つの画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが構成されている。

ドラムクリーニング装置４は、感光体ドラム３の表面の残留トナーを除去および回収する。帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。光走査装置１は、感光体ドラム３の表面を露光して静電潜像を形成する。現像装置２は、感光体ドラム３の表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム３の表面にトナー像を形成する。上述した一連の動作によって、各感光体ドラム３の表面に各色のトナー像が形成される。

感光体ドラム３の上側には、中間転写ベルト７を介して中間転写ローラ６が配置されている。中間転写ベルト７は、転写駆動ローラ７ａおよび転写従動ローラ７ｂに張架され、矢符Ｃの方向へ周回移動し、ベルトクリーニング装置９によって残留トナーを除去および回収され、各感光体ドラム３の表面に形成された各色のトナー像が順次転写して重ね合わされて、中間転写ベルト７の表面にカラーのトナー像が形成される。

２次転写部１１の転写ローラ１１ａは、中間転写ベルト７との間にニップ域（２次転写位置）が形成されており、用紙搬送路Ｓを通じて搬送されて来た用紙をニップ域に挟み込んで搬送する。用紙は、ニップ域を通過する際に、中間転写ベルト７の表面のトナー像が転写されて定着部１２に搬送される。

定着部１２は、用紙を挟んで回転する定着ローラ３１および加圧ローラ３２を備えている。定着部１２は、定着ローラ３１および加圧ローラ３２の間にトナー像が転写された用紙を挟み込んで加熱および加圧し、トナー像を用紙に定着させる。

給紙カセット１０は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのカセットであり、光走査装置１の下側に設けられている。用紙は、用紙ピックアップローラ１６によって給紙カセット１０から引き出されて、用紙搬送路Ｓを通じて搬送され、２次転写部１１や定着部１２を経由し、排紙ローラ１７を介して積載トレイ１５へと搬出される。用紙搬送路Ｓには、用紙を一旦停止させて、用紙の先端を揃えた後、中間転写ベルト７と転写ローラ１１ａとの間のニップ域でのカラーのトナー像の転写タイミングに合わせて用紙の搬送を開始する用紙レジストローラ１４、用紙の搬送を促す搬送ローラ１３、用紙搬送装置６０、および排紙ローラ１７が配置されている。

用紙搬送装置６０は、定着部１２と排紙ローラ１７との間に配置されている。なお、用紙搬送装置６０については、後述する図２を参照して、詳細に説明する。

また、用紙の表面だけでなく、裏面に画像形成を行う場合は、用紙を排紙ローラ１７から用紙反転経路Ｓｒへと逆方向に搬送して、用紙の表裏を反転させ、用紙を用紙レジストローラ１４へと再度導き、表面と同様にして裏面に画像形成を行い、用紙を積載トレイ１５へと搬出する。

図２は、本発明の第１実施形態に係る用紙搬送装置を示す概略側面図である。

本発明の第１実施形態に係る用紙搬送装置６０は、弾性ローラ７０と矯正ローラ８０とを備えている。弾性ローラ７０は、用紙搬送路Ｓを介して矯正ローラ８０と当接している。つまり、弾性ローラ７０と矯正ローラ８０との間に用紙を挟み、弾性ローラ７０および矯正ローラ８０が回転することで、用紙は搬送方向Ｈへ搬送される。

弾性ローラ７０は、略円柱状とされ、端部が支持された弾性回転軸７１と、弾性回転軸７１の周面を覆う弾性押圧部７２とで構成されている。弾性回転軸７１には、図示しない駆動源が接続されており、駆動源から伝達された力によって、弾性ローラ７０が回転する。弾性押圧部７２は、弾性を有する素材で形成されており、本実施の形態では、スポンジで形成されており、アスカーＣ型の硬度計で測定した硬度が、２０°±５°とされている。なお、以下では説明のため、弾性回転軸７１に平行な方向を幅方向Ｗ（後述する図３参照）と呼ぶことがある。

矯正ローラ８０は、略円柱状とされ、端部が支持された矯正回転軸８１と、矯正回転軸８１の周面を覆う矯正周面部８２と、矯正周面部８２の周面より外側へ突出した突起部８３とで構成されている。矯正ローラ８０は、弾性ローラ７０（特に、弾性押圧部７２）よりも硬度が高い素材で形成されており、本実施の形態では、金属で形成されている。矯正ローラ８０は、当接した弾性ローラ７０が回転することで、従動回転する。なお、これに限定されず、矯正ローラ８０が回転して弾性ローラ７０が従動する構成としてもよいし、弾性ローラ７０と矯正ローラ８０との両方に駆動源が接続されていてもよい。

図２では、突起部８３の外周のみが弾性押圧部７２に接するように示しているが、これに限定されず、弾性ローラ７０と矯正ローラ８０とを押圧させる力は適宜設定すればよい。つまり、突起部８３が押圧する力によって、弾性押圧部７２のうち、突起部８３に接する部分が変形してもよい。

弾性ローラ７０は、矯正ローラ８０よりも直径が大きく形成されている。すなわち、弾性ローラ７０を大径とすることで、弾性ローラ７０が用紙に接する面積を大きくすることができ、駆動トルクの低減にさらに有効となる。

次に、矯正ローラ８０の詳細な構造について、図３および図４と併せて説明する。

図３は、図２に示す矯正ローラの概略平面図であって、図４は、突起部近傍を拡大して示す拡大断面図である。なお、図４では、図面の見易さを考慮して、ハッチングを省略している。

突起部８３は、矯正回転軸８１の軸回りに延伸されており、矯正周面部８２よりも一回り大きい環状となっている。矯正ローラ８０には、複数の突起部８３が設けられており、複数の突起部８３が幅方向Ｗで離間して並んでいる。突起部８３同士の間隔は、幅方向Ｗでの位置によって、適宜設定されており、矯正ローラ８０のうち、幅方向Ｗの両端部において短い間隔（第１幅間隔ＴＷ１）とされ、幅方向Ｗの中央において長い間隔（第２幅間隔ＴＷ２）とされている。本実施の形態において、突起部８３同士の間隔は、矯正ローラ８０の幅方向Ｗの両端部から中央に向かうに従って、徐々に長くなるように設定されているが、これに限定されず、矯正ローラ８０について、幅方向Ｗの中央を基準とした所定の範囲を中央領域とし、中央領域以外の範囲を端部領域として、突起部８３同士の間隔を設定してもよい。例えば、中央領域では、突起部８３同士の間隔を第２幅間隔ＴＷ２として配置し、端部領域では、突起部８３同士の間隔を第１幅間隔ＴＷ１として配置すればよい。

上述したように、突起部８３は、矯正ローラ８０のうち、幅方向Ｗの中央よりも両端部で密度が高くなるように設けられている。従って、矯正ローラ８０に突起部８３を設けることで、用紙を挟持した際の当接面積が減り、弾性ローラ７０および矯正ローラ８０を回転させる駆動トルクを低減することができる。また、用紙は、中央よりも両端部の方がカールしやすいため、突起部８３を高密度に設けることで、効率的に矯正することができる。

図４に示すように、突起部８３の先端は、丸みを帯びた形状とされている。これによって、挟持した用紙に接する面積が大きくなるので、局所的に圧力が加わることを避け、押圧された部分に線などの跡が残ることを防止できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る用紙搬送装置６０について、図面を参照して説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と略同様の概略構造をしているので、同様の符号を付して、図面および説明を省略する。

図５は、本発明の第２実施形態に係る用紙搬送装置における矯正ローラの概略平面図である。

第２実施形態では、第１実施形態に対し、矯正ローラ８０（特に、突起部８３）の形状が異なっている。具体的に、突起部８３は、矯正ローラ８０の周面（矯正周面部８２）に沿って、螺旋状に延伸されている。つまり、第１実施形態では、複数の突起部８３が幅方向Ｗで並べて配置されていたのに対し、第２実施形態では、矯正ローラ８０の幅方向Ｗの一端から他端まで繋がった１つの突起部８３が設けられている。このように、突起部８３を螺旋状に延伸することで、突起部８３自体が連続しつつ、複数の突起部８３を設けた場合と同様にして、弾性押圧部７２に接する箇所が複数設けられる。以下では、本実施の形態について、連続した突起部８３のうち、同じタイミングで弾性押圧部７２に接する箇所を、それぞれ１つの突起部８３とみなし、幅方向Ｗで離間した複数の突起部８３を有する構成とみなして説明することがある。

図５に示すように、突起部８３が延伸されている方向（延伸方向）は、矯正ローラ８０のうち、幅方向Ｗでの位置によって、搬送方向Ｈに対して傾斜した角度（傾斜角）が異なっている。具体的に、矯正ローラ８０のうち、幅方向Ｗの両端部では、突起部８３の延伸方向と搬送方向Ｈとでなす角度（端部傾斜角θ１）は小さく、幅方向Ｗの中央では、突起部８３の延伸方向と搬送方向Ｈとでなす角度（中央傾斜角θ２）は大きい。このように、突起部８３は、傾斜角を変えながら延伸され、矯正ローラ８０の幅方向Ｗの両端部では、突起部８３同士の間隔が狭く、矯正ローラ８０の幅方向Ｗの中央では、突起部８３同士の間隔が広い構成とされている。突起部８３の傾斜角を調整することで、矯正ローラ８０の中央と両端部とで突起部８３の密度が異なる形状を得ることができる。また、螺旋状に延伸された突起部８３では、矯正ローラ８０が回転した際、突起部８３が存在する部分が幅方向Ｗにずれる。その結果、用紙に対し、縦横両方向で矯正することができる。

本実施の形態において、突起部８３の傾斜角は、矯正ローラ８０の幅方向Ｗの両端部から中央に向かうに従って、徐々に大きくなるように設定されているが、これに限定されず、中央領域で傾斜角を大きくし、端部領域で傾斜角を小さくしてもよい。

本実施の形態では、矯正ローラ８０の幅方向Ｗの一端から他端まで繋がった１つの突起部８３としたが、これに限定されず、例えば、幅方向Ｗの中央より一端側と他端側とで分けて、延伸方向が反転していてもよい。つまり、図５では、突起部８３が搬送方向Ｈに対して右下がりに傾斜した構造を示しているが、いずれか一方の端部側を左下がりに傾斜した構造にすればよい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る用紙搬送装置６０について、図面を参照して説明する。なお、第３実施形態では、第１実施形態および第２実施形態と略同様の概略構造をしているので、同様の符号を付して、図面および説明を省略する。

図６は、本発明の第３実施形態に係る用紙搬送装置における矯正ローラの概略平面図である。

第３実施形態では、第２実施形態に対し、突起部８３が二重螺旋状となるように設けられている点で異なる。具体的に、第３実施形態において、突起部８３は、一様な傾斜角で延伸された螺旋状とされており、矯正ローラ８０の幅方向Ｗの一端から他端まで繋がった第１螺旋部８３ａと、矯正ローラ８０の幅方向Ｗの両端部に設けられた第２螺旋部８３ｂとで構成されている。つまり、第１螺旋部８３ａは、中央領域および端部領域に設けられている。また、第２螺旋部８３ｂは、端部領域のみに設けられており、第１螺旋部８３ａに対し、幅方向Ｗでの位置をずらすように設けられている。その結果、矯正ローラ８０の幅方向Ｗの両端部では、第１螺旋部８３ａ同士の間に第２螺旋部８３ｂが存在しており、突起部８３同士の間隔が狭くなる。そして、矯正ローラ８０の幅方向Ｗの中央では、第１螺旋部８３ａのみが設けられているので、相対的に、突起部８３同士の間隔が広くなる。

なお、本実施の形態では、突起部８３を二重螺旋状としたが、これに限定されず、螺旋状の突起部８３を複数重ねて、多重螺旋状の突起部８３としてもよい。

図１では、定着部１２と排紙ローラ１７との間に用紙搬送装置６０が配置された構造を示したが、これに限定されず、用紙および原稿を搬送する経路の途中であれば、用紙搬送装置６０を適宜配置することができ、原稿搬送部５０に配置してもよい。また、画像形成装置１００から排出された用紙に対して、後処理を施す後処理装置や、後処理装置などの後段の装置へ用紙を搬送する中継装置に、本発明に係る用紙搬送装置６０を適用してもよい。

なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

６０ 用紙搬送装置
７０ 弾性ローラ
７１ 弾性回転軸
７２ 弾性押圧部
８０ 矯正ローラ
８１ 矯正回転軸
８２ 矯正周面部
８３ 突起部
８３ａ 第１螺旋部
８３ｂ 第２螺旋部
１００ 画像形成装置
Ｈ 搬送方向
Ｓ 用紙搬送路
Ｗ 幅方向

Claims (6)

1. 用紙搬送路に沿って用紙を搬送する用紙搬送装置であって、
   弾性を有し、回転軸を中心に回転する弾性ローラと、
   前記弾性ローラに押圧され、該弾性ローラよりも硬度が高い矯正ローラとを備え、
   前記弾性ローラの回転軸に平行な方向を幅方向としたとき、
   前記矯正ローラは、周面より外側へ突出した突起部が設けられ、
   前記突起部は、前記矯正ローラのうち、前記幅方向の中央よりも両端部で密度が高くなるように設けられていること
   を特徴とする用紙搬送装置。
2. 請求項１に記載の用紙搬送装置であって、
   前記突起部は、前記矯正ローラの周面に沿って、螺旋状に延伸されており、
   前記突起部が延伸されている方向は、用紙の搬送方向に対して傾斜していること
   を特徴とする用紙搬送装置。
3. 請求項２に記載の用紙搬送装置であって、
   前記突起部は、前記矯正ローラのうち、前記幅方向の中央から両端部に向かうに従って、前記搬送方向に対して傾斜した角度が小さくなること
   を特徴とする用紙搬送装置。
4. 請求項２に記載の用紙搬送装置であって、
   前記突起部は、前記矯正ローラのうち、前記幅方向の両端部において、多重螺旋状とされていること
   を特徴とする用紙搬送装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の用紙搬送装置であって、
   前記弾性ローラは、前記矯正ローラよりも直径が大きく形成されていること
   を特徴とする用紙搬送装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の用紙搬送装置を備えた画像形成装置。

Images