JP2006219295A - 紙用類搬送装置と画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬送ローラにおいて従動ローラ軸の位置規制と接地を同時に確実にする。
【解決手段】 搬送ローラ(8a)と、当該搬送ローラを回転可能に軸支する軸受(10)と、上記搬送ローラに接離可能な従動ローラ(8b)とを有する紙用類搬送装置において、上記軸受に従動ローラ軸の案内部(21)が形成され、搬送ローラと従動ローラの圧接時に当該案内部によって従動ローラの位置が規制されるようになっており、且つ上記軸受を導電性材料で構成して、当該軸受を介して搬送ローラ、従動ローラの両軸を接地する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、搬送ローラを用いた紙用類搬送装置、及び当該紙用類搬送装置を備えた画像形成装置に関するもので、特に紙搬送ローラにおける回転軸のアース機構に関する。

特開２００２−２８００８９号公報 特許第３２８０８４０号公報 実開昭６３−１９０１４６号公報 特開平６−２５５８２２号公報 特開平１１−２０９８１号公報 特開平６−１５６７９８号公報

電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの複合機等の画像形成装置に用いられる紙用類搬送装置は紙搬送ローラを備え、当該搬送ローラは一般的にゴムのような摩擦の高い表面を有する駆動ローラと、当該駆動ローラに対し圧接する従動ローラとが一対になって構成され、ゴムの摩擦力によって紙用類を搬送している。

搬送ローラはその摩擦によって帯電をすることがよく知られており、この帯電によって、紙用類が異常帯電することに起因する画像不良や、ローラから近くの金属部に放電が起こる際に生じるノイズによって発生する装置の誤動作や異常画像、ノイズによる電波障害など、様々な問題が発生する。

そのため、従来、これら静電気に関する問題を解決するために様々な提案がなされている。例えば特許文献１では、焼結製の軸受と樹脂製筐体の間にアース板を挟み込み、且つネジで樹脂製筐体に固定する構成が開示されている。また特許文献２には、ローラの軸受を導電性弾性押圧部材で加圧してローラ同士を圧接すると同時に当該押圧部材を介してローラ軸を接地することが開示されている。特許文献３では、転写ベルト支持用ローラの軸受を導電性樹脂とし、アース板の先端に形成した爪部を軸受の端部に食い込ませることで、アース板と軸受の間にトナーが入り込んでアース不良が生じることを防止している。特許文献４では、自動原稿送り装置についてであるが、テンションローラを導電性材料で形成すると共に当該ローラを支持する機枠側板に導電性軸受を設け、搬送ベルトの帯電静電気を導電性テンションローラ軸から導電性軸受を介して機枠側板に接地させる構成が開示されている。

一方、画像形成装置などでは、紙詰まりの処理を容易にするために、例えば外装カバーやドアを開放する時に連動して駆動ローラと従動ローラのニップを開放して、一方のローラが他方のローラから離間する構成が一般的に採用されている。このような構成を採用する場合、開放する側のローラの接地手段は開閉するカバーやドア側に設けなければならず、軸受や軸に配置したアース板をカバーやドアの中を通って固定側に当たる本体側まで電気的につながなくてはならないため、アース板やアース線を複数つなぐことになり、導通性に関する信頼性が低下したり、コストアップにつながったりする問題がある。

また、駆動ローラに対する従動ローラの位置精度を正確に出すことが必要な場合（例えばレジストローラなどのようにローラの位置精度によって画像の位置ずれや曲がりに影響するような場合）は、駆動ローラに対する従動ローラの位置決め手段を設ける必要が生じる（例えば特許文献５、特許文献６）。

また従来の画像形成装置においては、転写部の直前にレジストローラを配置するのが一般的であるが、レジストローラにおいて前述のように摩擦による帯電の問題があり接地を行う必要がある。ところが、図８に示すように従来の転写部においては、紙転写ローラ１５に、帯電したトナー（図示の例ではマイナス帯電）と逆の極性のバイアスを印加することによってトナーを紙用類に転写していたために、特に湿度の高い環境下で紙用類が水分を含んだ状態においては紙用類の電気抵抗が低下してしまい、印加したバイアスが紙用類を伝って逃げてしまい、転写部に正常に電界ができずに転写不良が発生することがあった。

このような事態に対応するために、従来ではレジストローラの金属製従動ローラの接地にかなり気を使わなければならず、メガ〜ギガΩ（オーム）台の電気抵抗を有する樹脂材料を試行錯誤の上、選定して使用していた。それでもあまり抵抗値の高い材料を選ぶと静電気のノイズが発生するために、高湿環境下の転写不良を制約せざるを得ない場合があった。また、金属ローラとゴムローラの軸受を同じ材料にした場合、ゴムローラはそれ自体に抵抗値を有しているため、ゴムローラ側でノイズが発生してしまう場合もあり、別々の軸受から接地せざるを得なかった。

本発明は、搬送ローラにおいて従動ローラ軸の位置規制と接地を同時に確実にすることを課題とする。

上記課題は、本発明により、搬送ローラと、当該搬送ローラを回転可能に軸支する軸受と、上記搬送ローラに接離可能な従動ローラとを有する紙用類搬送装置において、導電性材料で構成された上記軸受に従動ローラ軸の案内部が形成され、搬送ローラと従動ローラの接離時に上記案内部によって従動ローラ軸が案内され、両ローラの圧接時に当該案内部によって従動ローラの位置が規制されるようになっており、且つ上記軸受を介して搬送ローラ、従動ローラの両軸を接地することで、解決される。

上記従動ローラ軸案内部が、従動ローラ軸に対して弾性作用により圧接するよう構成するのが好適である。

高湿環境下でも転写不良の発生しない画像形成装置を安価に提供するには、トナー像を紙用類に転写する転写部を有し、当該転写部が画像面側からトナーと同一の極性のバイアスを印加し、対向する接地された対向部材との間で電界を形成することによってトナー像を紙用類に押し出して転写する方式であって、転写部の紙用類搬送上流側直前の搬送ローラ対が、搬送ローラと、当該搬送ローラに接離可能な従動ローラとから成り、上記搬送ローラを回転可能に軸支する導電性材料で構成された軸受に従動ローラ軸の案内部が形成され、搬送ローラと従動ローラの接離時に上記案内部によって従動ローラ軸が案内され、両ローラの圧接時に当該案内部によって従動ローラの位置が規制されるようになっており、且つ上記軸受を介して搬送ローラ、従動ローラの両軸を接地するように構成するのがよい。その際、やはり従動ローラ軸案内部が、従動ローラ軸に対して弾性作用により圧接するよう構成するのが好適である。上記搬送ローラ対のうち、ゴム等の高摩擦・高電気抵抗部材からローラを画像面側に設けていれば、一層好ましい。

請求項１に係る発明によれば、導電性材料で構成された搬送駆動ローラ用軸受に従動ローラ軸の案内部が形成され、搬送駆動ローラと従動ローラの接離時に上記案内部によって従動ローラ軸が案内され、両ローラの圧接時に当該案内部によって従動ローラの位置が規制されるようになっており、且つ上記軸受を介して搬送駆動ローラ、従動ローラの両軸を接地するので、搬送駆動ローラにおいて従動ローラ軸の位置規制と接地を同時に確実に行うことができ、紙詰まり処理の際も容易となる。従動ローラ軸案内部が、従動ローラ軸に対して弾性作用により圧接するように構成されていれば、従動ローラ軸の接地をより確実に行うことができる。

請求項４、更には請求項５に係る発明によれば、高湿環境下においても転写不良の発生を防ぐことができ、レジストローラの接地のための構成を簡略化でき、接地に用いる導電性軸受の抵抗値の幅も拡大することができる。請求項６に係る発明では、高湿環境下における転写不良に対して、更に余裕度を増すことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係る紙用類搬送装置及び画像形成装置の全体構成を示す図１（２点鎖線はドアを開放した描写）に基づいて、画像形成装置を例示的に説明する。構造体として本体フレーム１が樹脂により一体で形成されており、本体フレーム１に各々のユニットや部品が取り付けられる構成となっている。本体フレーム１には、４色からなる４つのプロセスカートリッジ２が図１の紙面手前側へ着脱可能に取り付けられている。プロセスカートリッジ２の上には中間転写ベルトユニット３がやはり同様に図１の紙面手前側へ着脱可能に取り付けられている。中間転写ベルト３の上方には、４色のトナーを補給する夫々の色に応じたトナーボトル１７が配置されている。プロセスカートリッジ２の下方には給紙トレイ４が配置されている。

次に、紙用類の搬送系を説明する。給紙トレイ４の底板上に複数積載された紙用類は不図示のスプリングにより給紙コロ５に圧接されている。また、給紙コロ５には分離手段としてフリクションパッド６が当接されており、紙用類を一枚ずつ分離する。給紙コロ５は不図示の給紙モータから不図示の電磁クラッチを介して駆動が連結され、所定のタイミングで紙用類を中継ローラ７へと送り出す。中継ローラ７は本体フレーム１に不図示の軸受を介して軸支されている。中継ローラ７は鉄鋼（ＳＵＭ＋化学ニッケルメッキ）からなる軸に、ＥＰゴムからなるコロを圧入したもので、本体フレーム１の後側に位置する給紙モータから電磁クラッチを介して駆動が連結されている。中継ローラ７は給紙コロ５から搬送された紙用類を下流のレジストローラ８へと搬送し、レジストローラ手前のレジストセンサ（図示せず）で紙用類の先端を検知した後、レジストローラ８までの距離にプラス数ミリメートル過分に送ることで、紙用類にループを形成して停止する。この時、レジストローラ８に紙用類先端が突き当たり、スキューを補正する。

作像系で形成されたトナー像とタイミングを合わせて、レジストローラ８、中継ローラ７、給紙コロ５をスタートさせる。給紙コロ５は紙用類の後端付近まで紙用類を送って停止する。中継ローラ７は回転し続け、次の紙用類のループ作成時まで停止しない。レジストローラ８は紙用類の後端をレジストセンサが検知したら所定のタイミングで停止し、次の紙用類が到達する前に停止してスキュー補正を行う。中間転写ベルト上に形成された画像が、紙転写ローラ１５の位置まで搬送され、紙用類に二次転写される。各色のトナー像が転写された紙用類は、定着ローラ１６に搬送されて熱定着され、排紙ローラ１８で機外へ排紙される。紙用類の両面に画像形成する場合には、排紙ローラ１８手前の切り換え爪を切り換えて片面を定着処理した紙用類を反転路へ搬送する。その際、反転ローラ１９によって紙用類をスイッチバックする。手差しトレイから紙用類を送り込むことも当然可能で、その場合には、手差し給紙ローラ２０によって紙用類が搬送路に送られる。

紙詰まり処理をし易くするために、図１から理解できるように、紙用類搬送路を覆うドアカバー９が本体フレーム下部の軸を支点に開放可能に構成されている。この際、レジストローラ８の従動ローラ８ｂがドアカバー側に配置され、ドアカバー９を開放すると駆動ローラ８ａから離間するように構成されている。

搬送ローラを用いた紙用類搬送装置としてレジストローラ対を例示的に用いて以下に説明する。図２〜５において、レジストローラの駆動ローラ８ａは金属からなる芯金にＥＰゴムを圧入して構成され、導電性樹脂からなる軸受１０によって本体フレーム１の穴に軸支され、回転可能となっている。軸受１０にはＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）を主成分とする摺動性の良い材料を用い、導電性カーボンを混入した導電性樹脂となっている。その電気抵抗値は１０ＫΩ〜１００ＫΩ程度である。一方、レジストローラの従動ローラ８ｂは金属製で、例えば軟鋼に化学ニッケルめっきを施したものやステンレスが一般的に用いられ、若干の取り付けガタができるようドアカバー側に軸受１１を介して取り付けられている。軸受１１には加圧スプリング１２が取り付けられており、カバーを閉めると加圧スプリング１２によって駆動ローラ８ａへ圧接されるようになっている。

図３に示すように、レジストローラの従動ローラ８ｂはドアカバー９を閉めるとき、軸受１０のガイド溝２１によって所定の位置に案内されるようになっている。軸受１０のガイド溝２１はレジスト従動ローラ８ｂの正規のセット位置においてはローラ軸と実質的に隙間なく嵌合して、軸の位置を規制する。以上により、ドアカバー９を閉めた状態において、レジスト従動ローラ８ｂは駆動ローラ８ａに対して正確に位置決めされ、加圧される。

また図２で、レジスト駆動ローラ８ａのための軸受１０は、本体フレーム１に取り付けられたアース板１３によって板金からなるフレーム部材１４を介して接地されている。アース板１３はステンレスやリン青銅板からなる板バネで成り、その弾性を利用して導電性の軸受１０に圧接することで導通する。軸受１０の接地はローラ左右両端で行い、万一、片方の接触に異常があった場合においても接地不良が発生しないようになっている。

また図４、図５に示すように、軸受１０は、本体フレーム１の長穴と軸受１０に設けられたボス部とが嵌合することで本体フレーム１の穴と軸受の円筒部とで軸受１０の位置を正確に出すような構成となっている。その状態において、軸受１０に設けられたストッパ爪２２により、その弾性力によって本体フレーム１からの抜け止めとなっている。これにより、軸受１０の本体フレーム１への取り付けをネジ等を使用することなく、簡単に行ることができるようになる。

次に図６において軸受が従動ローラ軸に対し弾性力により圧接する構成を説明する。従動ローラ８ｂのセット位置において、軸受１０のガイド溝２１が確実に従動ローラ軸２３と接触するようにガイド溝の幅がローラ軸の径よりも狭く構成されている。この溝幅が狭くなっている部分は、薄肉で構成することによって樹脂の弾性により従動ローラ８ｂがセットされると撓んで逃げる（図６におけるガイド溝２１の下側破線の状態）ように構成されている。また、この弾性部を、従動ローラ８ｂが回転する時に摩擦力によって力を受ける上側部分ではなく、反対側の下側部分に形成することによって、従動ローラ８ｂが回転して軸受１０が力を受けた時においても正規の位置に従動ローラ８ｂが位置するようにしている。

転写部とレジストローラ対との関係について、図７において更に詳述する。中間転写ベルト３は紙転写バイアスローラ３１と支持ローラ３２によって架張されており、プロセスカートリッジによって作像されたトナー像を一次転写ローラ３３（図１）によって中間転写ベルト上に転写し搬送する。中間転写ベルト上に４色重ねられたトナー像を紙転写ローラ１５のところで紙用類上に転写する。紙転写バイアスローラ３１は金属の芯金の外周に導電性のゴムを被せたものを使用する。

中間転写ベルト上のトナーはマイナスに帯電しており、紙用類がレジストローラ８ａ，８ｂによりタイミングを図って紙転写部へと搬送されてくると、紙転写バイアスローラ３１にはトナーと同じ極性のマイナスのバイアスが印加される。一方、紙転写ローラ１５は導電性の発泡ゴム（スポンジ）の表面を有し、金属の芯金を介して接地されており、これによって、紙転写バイアスローラ１５に電圧が印加されると紙転写バイアスローラ３１と紙転写ローラ１５との間に電界が形成され、トナーは紙転写バイアスローラ３１と同じ極性のために押し出されて、紙用類へと転写される。これにより、高湿環境下で紙用類の電気抵抗値が低くなった状態においても、紙転写バイアスローラ３１に印加された電圧はトナー、紙用類を通って、紙転写ローラ１５あるいはレジストローラ８へと電界を作るために、トナーは紙用類へと転写され、転写不良の発生を防止できる。その際、レジストローラの接地には、軸受の電気抵抗値に気を使わなくてもよい。

そして、画像面側（紙転写バイアスローラ側）のレジストローラ８ａをゴムローラとすることによって、ゴムローラ自体に電気抵抗を有しており、より電荷が逃げ難く、高湿環境下における転写不良に対して有利にすることが可能となっている。

本発明に係る紙用類搬送装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。 ローラ軸中心を通る平面で切ったレジストローラの断面構成図である。 軸受ガイド溝（従動ローラ軸案内部）の構成を示す図である。 軸受位置を正確に出すための構成を示すための、図３のローラ８ａの軸中心で垂直方向に切ったＡ−Ａ断面図である。 軸受位置を正確に出すための本体フレーム穴形状と軸受突起の対応を示す図である。 軸受ガイド溝に弾性力を発揮するための構成を示す図である。 本発明に係る紙転写部とレジストローラ対との関係を説明する図である。 従来の紙転写部とレジストローラ対との関係を説明する図である。

符号の説明

１ 本体フレーム
８ レジストローラ
１０、１１ 軸受
１２ 加圧スプリング
１３ アース板
１４ フレーム部材
２１ ガイド溝

Claims (6)

1. 搬送ローラと、当該搬送ローラを回転可能に軸支する軸受と、上記搬送ローラに接離可能な従動ローラとを有する紙用類搬送装置において、
   導電性材料で構成された上記軸受に従動ローラ軸の案内部が形成され、搬送ローラと従動ローラの接離時に上記案内部によって従動ローラ軸が案内され、両ローラの圧接時に当該案内部によって従動ローラの位置が規制されるようになっており、且つ上記軸受を介して搬送ローラ、従動ローラの両軸を接地することを特徴とする紙用類搬送装置。
2. 上記従動ローラ軸案内部が、従動ローラ軸に対して弾性作用により圧接するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の紙用類搬送装置。
3. 請求項１又は２に記載の紙用類搬送装置を有する画像形成装置。
4. トナー像を紙用類に転写する転写部を有し、当該転写部は画像面側からトナーと同一の極性のバイアスを印加し、対向する接地された対向部材との間で電界を形成することによってトナー像を紙用類に押し出して転写する方式であって、転写部の紙用類搬送上流側直前の搬送ローラ対は、搬送ローラと、当該搬送ローラに接離可能な従動ローラとから成り、上記搬送ローラを回転可能に軸支する導電性材料で構成された軸受に従動ローラ軸の案内部が形成され、搬送ローラと従動ローラの接離時に上記案内部によって従動ローラ軸が案内され、両ローラの圧接時に当該案内部によって従動ローラの位置が規制されるようになっており、且つ上記軸受を介して搬送ローラ、従動ローラの両軸を接地することを特徴とする画像形成装置。
5. 上記従動ローラ軸案内部が、従動ローラ軸に対して弾性作用により圧接するよう構成されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 上記搬送ローラ対のうち、ゴム等の高摩擦・高電気抵抗部材からローラを画像面側に設けたことを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。

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