JP2006256708A - Sheet carrier device and image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、一対のローラで用紙を圧接して搬送する用紙搬送装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a sheet conveying apparatus that conveys a sheet by pressing a pair of rollers, and an image forming apparatus using the sheet conveying apparatus.
一対のローラで用紙を圧接して搬送する用紙搬送装置としては、駆動する加熱ローラと、加熱ローラに従動する加圧ローラとの1対のローラで構成される定着装置がある。この定着装置では、金属製の加熱ローラが、外周面に弾性層が形成された加圧ローラへくい込んで圧接する圧接部に用紙を通過させ、転写されたトナー像を用紙へ熱圧着することにより、トナー像を定着させながら用紙を搬送する。 As a sheet conveying device that conveys a sheet while being pressed against a pair of rollers, there is a fixing device constituted by a pair of rollers of a driving heating roller and a pressure roller driven by the heating roller. In this fixing device, a metal heating roller passes a sheet through a pressure contact portion that is inserted into and pressed against a pressure roller having an elastic layer formed on the outer peripheral surface, and the transferred toner image is thermocompression bonded to the sheet. Then, the sheet is conveyed while fixing the toner image.
このような定着装置で、封筒を搬送した場合、封筒に特有のしわが発生することが知られている。封筒は、少なくとも2枚の紙を重ね、外郭端部において2枚の紙同士を固定した構造を有しており、この上下の紙の間にずれが発生し、封筒の外郭端部において上下の紙のずれによって発生したひずみを解消できず、しわの発生に至る。封筒等の2重用紙における上下の紙の間のずれは、以下の原因により発生する。 It is known that when an envelope is conveyed with such a fixing device, wrinkles peculiar to the envelope are generated. The envelope has a structure in which at least two sheets of paper are overlapped and the two sheets are fixed to each other at the outer edge, and a deviation occurs between the upper and lower papers, and the upper and lower edges at the outer edge of the envelope. Distortion caused by paper misalignment cannot be eliminated, leading to wrinkles. The deviation between the upper and lower papers in the double paper such as an envelope occurs due to the following causes.
圧接部では、2重用紙は、駆動する加熱ローラの外周に沿い、加熱ローラと等しい角スピードの円運動にて搬送される。圧接部における搬送曲率半径は、加熱ローラに近い側の用紙より遠い側の用紙の方が大きく、両方の用紙とも角スピードが加熱ローラに等しいので、加熱ローラに近い側より遠い側の用紙の方が、搬送スピードが速くなる。圧接部において発生する2重用紙の紙ずれの原因は、この搬送スピードの上下差による。 In the pressure contact portion, the double sheet is conveyed along the outer periphery of the driving heating roller by a circular motion at an angular speed equal to that of the heating roller. The radius of curvature of conveyance at the pressure contact section is larger for the paper farther than the paper near the heating roller, and the angular speed of both papers is equal to that of the heating roller. However, the conveyance speed is increased. The cause of the paper misalignment of the double paper that occurs at the press contact portion is due to the difference in the transport speed.
封筒のような2重用紙のしわを防止するため、加熱ローラの外被層に加圧ローラと同様の弾性体を用い、圧接部を形成させる際に、加熱ローラの外被層をも変形させて曲率の少ない圧接部を形成させる方法が知られている。しかし、この効果を得るには、加熱ローラの外被層の弾性体を通常の加熱ローラより極めて厚く、加圧ローラの弾性層に近い厚さにする必要がある。これにより、加熱ローラの熱抵抗が増加し熱効率が低下する。そのため、この方法は極低速の印刷では有効であるが、それより高い印刷スピードでは定着に必要なトナーへの投入熱が得られず、その結果、定着不良が発生するため実用に供することは難しい。このため、加熱ローラの加熱時間を稼ぐため、ローラを大径化して、溶融狭持する時間(所謂デュエルタイム)を延ばす必要があり、それに伴って装置の大型化を招くという問題が発生する。 In order to prevent wrinkling of double sheets such as envelopes, an elastic body similar to the pressure roller is used for the outer layer of the heating roller, and when the press contact portion is formed, the outer layer of the heating roller is also deformed. Therefore, a method of forming a pressure contact portion with a small curvature is known. However, in order to obtain this effect, it is necessary to make the elastic body of the outer layer of the heating roller much thicker than a normal heating roller and to have a thickness close to the elastic layer of the pressure roller. Thereby, the thermal resistance of the heating roller increases and the thermal efficiency decreases. For this reason, this method is effective for extremely low-speed printing, but at higher printing speeds, the heat required for fixing the toner cannot be obtained. As a result, fixing failure occurs and it is difficult to put it to practical use. . For this reason, in order to increase the heating time of the heating roller, it is necessary to increase the diameter of the roller and extend the time for melting and holding (so-called “duel time”), resulting in a problem of increasing the size of the apparatus.
また、加熱ローラだけでなく、加圧ローラにも駆動力を与え、用紙を搬送する定着装置が開示されている(例えば、特許文献1)。 Also, a fixing device is disclosed in which a driving force is applied not only to a heating roller but also to a pressure roller to convey a sheet (for example, Patent Document 1).
定着装置で搬送される用紙の厚さは、通常約50〜300μm程度のばらつきがあり、上下用紙の搬送スピード差はこの厚さに比例して変化するため、加圧ローラも駆動させる定着装置で2重用紙を搬送した場合に、上下用紙の搬送スピードをなくすには、用紙の厚さによって加圧ローラの回転速度を変化させる必要がある。しかし、用紙の厚さは不明な場合が多いため、正確に加圧ローラの回転速度を設定できず、2重用紙にしわが発生する。
本発明は、上記事実を考慮し、搬送される2重用紙のしわを確実に防止することを目的とする。 In view of the above-described facts, an object of the present invention is to reliably prevent wrinkles of a conveyed double sheet.
本発明の請求項1に係る用紙搬送装置は、駆動する駆動ローラと、該駆動ローラに従動する従動ローラとで用紙を圧接して搬送する用紙搬送装置において、2重用紙を搬送する際に、前記従動ローラの周速を遅くすることにより、一方の用紙と他方の用紙との搬送スピードを略同一とするスピード調整手段を有することを特徴とする。
In the sheet conveying apparatus according to
この構成では、駆動ローラと従動ローラとで用紙を圧接して搬送する。2重用紙が圧接されて搬送されると、2重用紙は、駆動ローラの外周に沿い、駆動ローラと等しい角スピードの円運動にて搬送される。搬送曲率半径は、駆動ローラに近い側の用紙より遠い側の用紙の方が大きく、両方の用紙とも角スピードが駆動ローラに等しいので、駆動ローラに近い側より遠い側の用紙の方が、搬送スピードが速くなる。 In this configuration, the driving roller and the driven roller convey the paper while being pressed against each other. When the double sheet is conveyed in pressure contact, the double sheet is conveyed along the outer periphery of the drive roller by a circular motion at an angular speed equal to that of the drive roller. The radius of curvature of conveyance is larger on the paper farther than the paper closer to the drive roller, and the angular speed of both papers is equal to that of the drive roller, so the paper farther than the side closer to the drive roller is transported. Speed increases.
しかし、請求項1の構成では、スピード調整手段が従動ローラの周速を遅くすることにより、従動ローラに接触する用紙、すなわち駆動ローラから遠い側の用紙(従動ローラに近い側の用紙)に、搬送スピードを遅くする負荷を与え、駆動ローラに近い側の用紙の搬送スピードと略同一とする。これにより、2重用紙のズレをなくし、しわを防止する。
However, in the configuration of
本発明の請求項2に係る用紙搬送装置は、請求項1の構成において、前記スピード調整手段は、前記従動ローラの非通紙部の外周面に設けられ、前記駆動ローラの外周面に当接して、前記駆動ローラの駆動力を前記従動ローラへ直接伝達する伝達手段であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the sheet conveying apparatus according to the first aspect, wherein the speed adjusting means is provided on the outer peripheral surface of the non-sheet passing portion of the driven roller and abuts on the outer peripheral surface of the driving roller. And a transmission means for directly transmitting the driving force of the driving roller to the driven roller.
この構成では、従動ローラの非通紙部の外周面に設けられた伝達手段が、駆動ローラの外周面に当接して、駆動ローラの駆動力を従動ローラへ直接伝達する。 In this configuration, the transmission means provided on the outer peripheral surface of the non-sheet passing portion of the driven roller is in contact with the outer peripheral surface of the driving roller and directly transmits the driving force of the driving roller to the driven roller.
これにより、従動ローラの非通紙部は、駆動ローラの表面にならって回転するため、駆動ローラから遠い側の用紙(従動ローラに近い側の用紙)にならって回転する場合よりも、用紙の厚さ分周速が遅くなる。 As a result, the non-sheet passing portion of the driven roller rotates in accordance with the surface of the driving roller, and therefore, the sheet of the paper does not rotate in comparison with the case of rotating in accordance with the paper farther from the driving roller (paper closer to the driven roller). Thickness dividing speed becomes slow.
2重用紙を介して回転する従動ローラの通紙部は、用紙の厚さ分曲率半径が小さくなるので、従動ローラの通紙部の周速は、従動ローラの非通紙部より、用紙の厚さ分さらに遅くなり、駆動ローラから遠い側の用紙のスピードを遅くする負荷を与えることができる。このため、2重用紙の搬送スピードを略同一にできるので、2重用紙のズレをなくし、2重用紙のしわを防止する。 Since the radius of curvature of the driven roller of the driven roller that rotates through the double paper is reduced by the thickness of the paper, the peripheral speed of the driven roller of the driven roller is higher than that of the non-sheet passing portion of the driven roller. It is possible to give a load that further slows down the thickness and slows down the speed of the sheet farther from the drive roller. For this reason, since the conveyance speed of the double paper can be made substantially the same, the deviation of the double paper is eliminated and wrinkles of the double paper are prevented.
また、2重用紙の厚さが厚くなるほど、2枚の用紙のスピード差は大きくなるが、従動ローラの通紙部の周速は、用紙が厚くなるほど曲率半径が小さくなるので周速が遅くなり、駆動ローラから遠い側の用紙のスピードが遅くする負荷を与える。このため、用紙の厚さに依存することなく、2重用紙のスピードを略同一にできる。 Also, as the thickness of the double sheet increases, the speed difference between the two sheets increases, but the peripheral speed of the driven roller's sheet passing portion decreases as the sheet increases in thickness because the radius of curvature decreases. The load on the side far from the driving roller is reduced. For this reason, the speed of the double paper can be made substantially the same without depending on the thickness of the paper.
本発明の請求項3に係る用紙搬送装置は、請求項1の構成において、前記スピード調整手段は、前記従動ローラへ所定の回転負荷を与えるブレーキであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the sheet conveying apparatus according to the first aspect, wherein the speed adjusting means is a brake that applies a predetermined rotational load to the driven roller.
この構成では、ブレーキにより、所定の回転負荷が従動ローラにかかり、従動ローラの周速は、駆動ローラから遠い側の用紙のスピードに比べて遅くなり、駆動ローラから遠い側の用紙のスピードを遅くする負荷を与えることができる。このため、2重用紙のスピードを略同一にできるので、2重用紙のズレをなくし、2重用紙のしわを防止する。 In this configuration, a predetermined rotational load is applied to the driven roller by the brake, and the peripheral speed of the driven roller is slower than the speed of the paper far from the driving roller, and the speed of the paper far from the driving roller is slowed down. Can be given a load. For this reason, since the speed of the double paper can be made substantially the same, the deviation of the double paper is eliminated and the wrinkle of the double paper is prevented.
本発明の請求項4に係る用紙搬送装置は、請求項3の構成において、前記ブレーキは、前記従動ローラへ当接するブレーキローラであり、ブレーキローラの回転力によって発電する発電機を設けたこと特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the sheet conveying apparatus according to the third aspect, wherein the brake is a brake roller that contacts the driven roller, and a generator that generates electric power by the rotational force of the brake roller is provided. And
この構成では、従動ローラへ当接するブレーキローラの回転力で発電機により発電する。この発電した電力を駆動ローラの電源として使用することより、ブレーキをかけることで損失したエネルギーを還元することができる。 In this configuration, power is generated by the generator using the rotational force of the brake roller that contacts the driven roller. By using this generated electric power as a power source for the drive roller, the energy lost by applying the brake can be reduced.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の用紙搬送装置は、前記駆動ローラは、加熱ローラであり、前記従動ローラは、少なくとも前記加熱ローラより低硬度の弾性層を持つ加圧ローラである定着装置であってもよい。
5. The sheet conveying device according to
また、本発明の請求項6に係る画像形成装置は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の用紙搬送装置を備えたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the paper conveying device according to any one of the first to fifth aspects.
本発明は、上記構成としたので、搬送される2重用紙のしわを確実に防止できる。 Since the present invention has the above-described configuration, wrinkles of the conveyed double paper can be reliably prevented.
以下に、本発明の用紙搬送装置に係る実施形態を図面に基づき説明する。
(第1実施形態)
まず、本発明に係る第1実施形態を説明する。図1に示すように、第1実施形態に係る画像形成装置10は、一方向(図1においてA方向)へ回転する感光体ドラム12を備えている。感光体ドラム12の外周には、回転方向上流側から帯電器14、露光装置16、現像装置18、転写装置20、除電用光源22、及びクリーニング24が順に配列されている。
Hereinafter, an embodiment according to a paper conveying apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, a first embodiment according to the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the
感光体ドラム12は回転しながら、帯電器14によって帯電され、露光装置16によって画像情報に応じた露光が行なわれて静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体ドラム12の表面は、現像装置18よってトナーが供給されることにより、トナーが帯電個所に付着して現像が行なわれ、これが転写装置20に至って移動ベルト26上を送られて来た2重用紙28に転写される。転写後の感光体ドラム12は、更に回転し、除電用光源22の光を受けて残留帯電が無くなり、更にクリーニング24でクリーニング処理される。このような処理が感光体ドラム12の回転に伴って順次繰返される。転写装置20を通過してトナー像が転写された2重用紙28は、用紙搬送装置としての定着装置30を通過し、転写トナーが融解定着される。
The
次に、定着装置30について説明する。図2に示すように、定着装置30は、駆動する加熱ローラ32と、加熱ローラ32に従動する加圧ローラ34とで構成される。トナー像が転写された2重用紙28は、加熱ローラ32と加圧ローラ34とが圧接する圧接部へ用紙ガイド38で案内され、この圧接部でトナー像を2重用紙28へ熱圧着することにより、トナー像を定着させながら2重用紙28を搬送させ、剥離ガイド40によって加熱ローラ32から剥離される。
Next, the fixing
加熱ローラ32は、外径30mm、肉厚1mm、長さ350mmの鉄の中空ローラであり、その表面には離型層としてフッ素樹脂32Bが約30μmの厚さで成形されている。この加熱ローラ32の内部にはハロゲンランプ32Aが内蔵されており、加熱ローラ32の表面温度を検知する検知手段(不図示)とハロゲンランプ32Aの発熱量を制御する制御手段(不図示)によって、加熱ローラ32の表面温度を約180℃の温度にしている。また、加熱ローラ32は、駆動源(不図示)によって、図2のA方向に回転駆動され、その周速は約200mm/secとなっている。
The
加圧ローラ34は、外径15mm、長さ350mmの鉄の軸心34Aを持ち、その周りに肉厚7.5mmのシリコンゴム34Bが成型されており、最外周部には離型層としてフッ素樹脂34Cが約30μmの厚さで成型されている。ただし、この離型層は加圧ローラ34の両端の非通紙部には被服されていない。
The
この加圧ローラ34は、加熱ローラ32へ42kgfの力で加圧されており、加圧ローラ34のシリコンゴム34Bがこの荷重によって変形することによって約6mm幅のニップが得られる。このとき、加圧ローラ34両端の非通紙部のシリコンゴム34Bは、表面に露出し、常時に加熱ローラ32へ直接圧接されている。なお、この加熱ローラ32に直接圧接されているシリコンゴム34Bが請求項2に記載の伝達手段に相当する。
The
次に、第1実施形態について作用を説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be described.
第1実施形態に係る定着装置30で、2重用紙28が圧接されて搬送されると、2重用紙28は、加熱ローラ32の外周に沿い、加熱ローラ32と等しい角スピードの円運動にて搬送される。搬送曲率半径は、加熱ローラ32に近い側の用紙28Aより、加熱ローラ32から遠い側の用紙28Bの方が大きく、両方の用紙とも角スピードが加熱ローラ32に等しいので、加熱ローラ32に近い側28Aより加熱ローラ32から遠い側の用紙28Bの方が、搬送スピードが速くなる。
When the
しかし、第1実施形態では、以下のように、加熱ローラ32から遠い側の用紙28Bのスピードを遅くする負荷を与え、2重用紙28の搬送スピードを略同一する。
However, in the first embodiment, as described below, a load that slows down the speed of the
第1実施形態では、加圧ローラ34の非通紙部の外周面に露出したシリコンゴム34Bが、加熱ローラ32の外周面に当接して、加熱ローラ32の駆動力が加圧ローラ34へ直接伝達する。
In the first embodiment, the
これにより、加圧ローラ34の非通紙部は、加熱ローラ32の表面にならって回転するため、加熱ローラ32から遠い側の用紙(加圧ローラ34に近い側の用紙)28Bにならって回転する場合よりも、用紙の厚さ分周速(表面スピード)が遅くなる。
As a result, the non-sheet passing portion of the
2重用紙28を介して回転する加圧ローラ34の通紙部は、用紙の厚さ分曲率半径が小さくなるので、加圧ローラ34の通紙部の周速は、加圧ローラ34の非通紙部の周速より、用紙の厚さ分さらに遅くなり、加熱ローラ32から遠い側の用紙28Bのスピードを遅くする負荷を与えることができる。このため、2重用紙28の搬送スピードを略同一にできるので、2重用紙28のズレをなくし、2重用紙28のしわを防止する。
Since the radius of curvature of the sheet passing portion of the
また、2重用紙28の厚さが厚くなるほど、2枚の用紙28A、28Bのスピード差は大きくなるが、加圧ローラ34の通紙部の周速は、2重用紙28が厚くなるほど曲率半径が小さくなるので周速が遅くなり、加熱ローラ32から遠い側の用紙28Bのスピードを遅くする負荷を与える。このため、2重用紙28の厚さに依存することなく、2重用紙28のスピードを略同一にできる。
Further, as the thickness of the
また、第1実施形態の構成では、加熱ローラ32から遠い側の用紙28Bに負荷を与えために、別途、駆動源を必要としないため、エネルギー損失がなく、また、付属部品を必要としないため、部品点数が多くならない。
(第2実施形態)
次に、本発明に係る第2実施形態について説明する。なお、画像形成装置の全体構成については、第1実施形態と同一であるので、説明を省略する。
In the configuration of the first embodiment, no additional drive source is required to apply a load to the
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. Note that the overall configuration of the image forming apparatus is the same as that of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
まず、定着装置について説明する。なお、第1実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を適宜省略する。 First, the fixing device will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted suitably.
図3に示すように、第2実施形態に係る定着装置31は、加圧ローラ34の表面に圧接するブレーキローラ42を備えている。このブレーキローラ42には、発電機44が回転結合され、この発電機44がブレーキローラ42の回転を制動することにより、例えば、13kgf・cm程度の負荷トルクを加圧ローラ34に与える。この発電機44は、ブレーキローラ42から付与される回転力によって発電し、発電した電力は、変換器(不図示)によって、所定の波形や電圧に変換され、第2実施形態に係る定着装置31の駆動源の電力の一部や、定着装置31が搭載される画像形成装置を駆動する電力の一部として使用することができる。これにより、加圧ローラ34に回転負荷を与えたことによって発生する加熱ローラ32の駆動源の負荷エネルギーは、その一部が還元される。
As shown in FIG. 3, the fixing
なお、ブレーキローラ42は、加圧ローラ34と離間できるように構成し、加熱ローラ32と加圧ローラ34で1枚の用紙を搬送する場合に、負荷トルクが加圧ローラ34に働かないようにしてもよい。また、発電機44に替えて、ブレーキローラ42の回転を制動することにより、例えば、13kgf・cm程度の負荷トルクを加圧ローラ34に与えるパウダブレーキを設けても良い。
The
次に、第2実施形態について作用を説明する。 Next, the operation of the second embodiment will be described.
第2実施形態に係る定着装置31では、発電機44で制動されたブレーキローラ42により、加圧ローラ34へ13kgf・cm程度の回転負荷トルクを与える。2重用紙28を搬送した場合、加圧ローラ34の周速は、加熱ローラ32から遠い側の用紙28Bのスピードに比べて遅くなり、加圧ローラから遠い側の用紙28Bのスピードを遅くする負荷を与える。このため、2重用紙28のスピードを略同一にでき、2重用紙28のズレをなくす。
In the fixing
図4の表に示すように、第2実施形態の定着装置31において、封筒を搬送した場合に、加圧ローラ34に回転負荷をかけたときの上下用紙のずれ量を測定した。これによれば、加圧ローラ34に徐々に負荷トルクをかけることによって用紙のずれが減り、ある領域(9〜15kgf・cm程度)で用紙ずれ量が無くなる。これは、通常の封筒は、4辺のうち3辺は接合されているために、少々のずれ量であればこの接合された3辺の強度によりずれが発生しないからである。
As shown in the table of FIG. 4, in the fixing
また、第2実施形態の定着装置31において、接合されていない2重用紙28を搬送した場合に、加圧ローラ34へ13kgf・cm程度の回転負荷をかけたときは、上下用紙のずれが無くなった。
In the fixing
なお、上記の第1及び第2実施形態では、用紙搬送装置として定着装置について説明したが、これに限られず、トナーの定着機能を有さない用紙搬送装置であっても構わない。 In the first and second embodiments, the fixing device has been described as the paper conveying device. However, the fixing device is not limited to this, and a paper conveying device having no toner fixing function may be used.
10 画像形成装置
30、31 定着装置
32 加熱ローラ(駆動ローラ)
34 加圧ローラ(従動ローラ)
34B シリコンゴム(伝達手段、スピード調整手段)
42 ブレーキローラ(スピード調整手段)
44 発電機(発電機)
10
34 Pressure roller (driven roller)
34B Silicon rubber (transmission means, speed adjustment means)
42 Brake roller (speed adjustment means)
44 Generator (generator)
Claims (6)
2重用紙を搬送する際に、前記従動ローラの周速を遅くすることにより、一方の用紙と他方の用紙との搬送スピードを略同一とするスピード調整手段を有することを特徴とする用紙搬送装置。 In a paper conveying apparatus that conveys a paper by press contact with a driving roller to be driven and a driven roller driven by the driving roller,
A sheet conveying apparatus comprising speed adjusting means for making the conveying speed of one sheet and the other sheet substantially the same by decreasing the peripheral speed of the driven roller when conveying a double sheet. .
前記従動ローラは、少なくとも前記加熱ローラより低硬度の弾性層を持つ加圧ローラであり、
前記用紙搬送装置は、定着装置であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の用紙搬送装置。 The drive roller is a heating roller;
The driven roller is a pressure roller having an elastic layer having a hardness lower than that of at least the heating roller,
The sheet conveying apparatus according to claim 1, wherein the sheet conveying apparatus is a fixing device.
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