JP2007153507A - レジストローラおよびこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レジストローラで搬送される用紙の裁断バリを消滅または軽減させることで定着ベルトや加圧ローラ等を高寿命化させる。
【解決手段】給紙部から給紙された用紙を画像形成手段に搬送する金属ローラとゴムローラからなるレジストローラ対において、上記金属ローラとゴムローラに外周の線速差を持たせる。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式等を利用したＦＡＸ、プリンタ、複写機等、画像形成装置に適用されるレジストローラに関する。

電子写真方式、静電記録方式等を利用したＦＡＸ、プリンタ、複写機等、画像形成装置においては、レジストローラ等の用紙搬送のためのローラ対が使用されており、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３等にレジストローラについて記載されている。

上記の特許文献１には、両ローラがギヤで連結されたゴムローラ対による。レジストローラが開示されている。このレジストローラ対１２（ここでの符号は特許文献１に準ずる）はステッピングモータ７０から歯車７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄでもって駆動されるようになっており、ステッピングモータ７０は搬送ベルトの搬送速度と一致するように制御部９からモータドライバー１０を介して駆動される。これにより、転写材等の像支持材を画像形成部を通過させるのに搬送ベルトを用いた画像形成装置において、レジストローラの搬送速度と搬送ベルトの搬送速度が一致しないため、転写不良による色ずれ等が生ずるのを防止している。

また、特許文献２には、レジストローラ・ユニットが開示されていて、搬送ローラと、対向する搬送コロはギヤで連結され、両者の速度は同じになっている。搬送ローラはゴムで、搬送コロは樹脂やゴムを用いて形成されている。搬送ローラ軸及び搬送コロ軸の両者にこれらの軸を連動回転させる連動ギアを設け、搬送コロ軸の回転速度と駆動ローラにより回転される従動コロの回転速度とが同一となるようにしたことにより、搬送コロ軸と従動コロとの摺動面の相対的な速度差が無いため、負荷がなく、シートの搬送速度の低下やシートとのこすれによる紙粉の発生を抑えることができるとされる。

また、特許文献３には、金属ローラとゴムローラを組合せ、両ローラはギヤ連結とした、両面印刷用の粗面化搬送ローラ対が開示されている。すなわち、両面印刷可能な画像形成装置において、転写材反転部に転写材を粗面化するためのローラ８ｂ１（ここでの符号は特許文献３に準ずる）を設け、さらにローラ８ｂ１の圧力や回転数を可変とし、最終トナー画像の光沢度を選択するための光沢度選択手段を設けて、選択された光沢度に応じてローラの圧力や回転数を決定することにより、画像光沢度を任意に選択可能にしている。この装置では、画像の光沢度を低めることにより、見やすい画像を得る、トナー消費量を低減する、また光沢度を任意に選択する等が可能となる。

上記したこれらの従来技術においては、レジストローラ対はギアで駆動伝達されていて、同速で回転している。しかし、ローラ対には積極的にその線速を近づけるようにしたものがある。例えば特許文献４に記載のものでは、金属ローラ（剛性体ローラ）とゴムローラ（弾性体ローラ）がギヤで連結されていて、弾性体ローラが駆動されて、剛性体ローラが連れ回る構成にて、両者の線速差を近づけることを目的としていて、ゴムローラが撓むことによって発生する転写紙速度のバラツキを軽減するためにローラ径を変更しており、レジストローラ対における、一方のゴムローラの径が、他方の金属ローラの径よりわずかに大きい構成となっている。

なお、画像形成装置においては、熱定着部は機能上ある程度の圧が必要な為、引張り合い防止として他部とは速度差をつけるようにしたものが知られている。特許文献５では、定着ローラ対と、感光体と、レジストローラ対の周速を規定して、夫々に速度差を持たせることで、転写ずれ等を防止している。このためには、転写部の上流側に配置されるレジストローラ対のニップ位置と、転写部の下流側に配置される定着ローラ対のニップ位置までの用紙搬送路上の距離を使用可能な記録紙の最小サイズの搬送方向長さより短く設定される。そして、レジストローラ対の周速Ｖｒ（ここでの記号は特許文献５に準ずる）と、感光体の周速Ｖｄと、定着ローラ対の周速Ｖｔの関係をＶｄ＞Ｖｔ＞Ｖｒに設定することで、用紙搬送路において記録紙に感光体上の画像を転写する装置において、転写ズレが発生しないようにしている。

ところで、用紙の中には、紙種、紙ロットによっては用紙エッジの裁断バリが大きいものがあり、用紙が定着ニップを通過する際に定着ベルトや加圧ローラの表層を削り、短寿命化させてしまう。図５は画像形成装置において通紙後の定着ベルトの表面形状を例示する図である。定着ニップを形成する定着ベルトや加圧ローラは離形性を向上させるため、表面をPFAでコーティングされているが、数十ミクロン〜百数十ミクロンという非常に薄い膜であるため、定着ニップを用紙が通過する時に裁断バリによって短時間で図のように削られてしまうという問題があった。

このバリの問題を考慮しに対処する技術としては、例えば特許文献６に開示されたものがある。このものは、給紙部とレジストローラの間にバリ矯正手段６（ここでの符号は特許文献６に準ずる）を設ける。バリ矯正手段６を一対のローラ対７、７で構成し、ローラ対７、７を通過する用紙１の先端の状態が同一になるようプレスしながら搬送する。例えばローラ７の表面に、用紙１の送り方向に沿って微細な凹凸を形成し、ローラ対７、７での凹凸の位置を交互にずらして噛み合うように配置し、用紙１の先端部分のバリ１ｆをつぶす。こうして画像形成のために搬送する用紙端のバリを搬送中に矯正し、レジストローラ対への喰い付きを一定にして用紙先端レジスト量を高精度に保つことができるようになる。

特開平０５−０６１３１１号公報 特許第０３４６６９０７号公報 特開２００３−００５４６２号公報 特開平０３−０４２４５２号公報 特開２００３−１０７８１５号公報 特開平１０−２１８４５９号公報

本発明は上述した如き事情に鑑みてなされたものであって、画像形成装置においてレジストローラで搬送される用紙の裁断バリを消滅または軽減させることで定着ベルトや加圧ローラ等を高寿命化させることを目的としている。

本発明のレジストローラは、給紙部により給紙された用紙を画像形成手段に搬送する金属ローラとゴムローラの対からなるレジストローラにおいて、上記金属ローラとゴムローラに外周の線速差を持たせることを特徴とする。上記金属ローラの回転を変化させることにより線速差を持たせた構成が実現できる。各構成において、上記レジストローラが用紙にかける圧力は、定着装置が用紙にかける圧力同等以上とすると好適である。また、上述のレジストローラを用いて本発明の画像形成装置を構成する。

本発明のレジストローラは、金属ローラとゴムローラに線速差を持たせることで用紙エッジ（搬送方向前後端部および両側端部）の裁断バリをより小さく押しつぶすことが可能となり、定着ベルトや加圧ローラの高寿命化が図れる。金属ローラの回転を変化させることにより線速差を持たせたものは、搬送速度を決めるゴムローラの線速は不変のため、用紙搬送性に影響を来たさず定着ベルトや加圧ローラの高寿命化が図れる。定着ニップ以前に定着と同等以上の圧力を用紙にレジストローラでかけるようにしたものは、充分に裁断バリを消滅または軽減することが可能となる。また、これらレジストローラを含み構成された本発明の画像形成装置では、レジストローラで裁断バリを消滅または軽減することで、画像形成装置の高寿命化することが可能となる。

本発明によれば、レジストローラによって裁断バリを消滅または軽減させることができ、結果、定着ベルトや加圧ローラ等を高寿命化させることができる。

本発明につき実施形態を挙げ図に基づいて説明する。図１は本発明のレジストローラを搭載した画像形成装置である複写装置の概略構成を示す断面図であり、図２は定着装置、図３が本発明のレジストローラ対である。

画像形成装置の概略構成と動作について、図１を参照しながら説明する。なお、本実施形態においては後に詳述するレジストローラ部分に特徴を有するもので、その他の部分については一般的な既知のものである。図１に示す複写装置本体１５０は、タンデム型カラー画像形成装置である。複写装置１５０は、タンデム型現像装置１２０と、給紙テーブル２００と、スキャナ３００と、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とを備えている。複写装置本体１５０には、無端ベルト状の中間転写体５０が中央部に設けられている。そして、中間転写体５０は、支持ローラ１４、１５および１６に張架され、図１中、時計回りに回転可能とされている。支持ローラ１５の近傍には、中間転写体５０上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置１７が配置されている。支持ローラ１４と支持ローラ１５とにより張架された中間転写体５０には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成手段１８が対向して並置されたタンデム型現像器１２０が配置されている。タンデム型現像器１２０の近傍には、露光装置２１が配置されている。中間転写体５０における、タンデム型現像器１２０が配置された側とは反対側には、二次転写装置２２が配置されている。

用紙（転写紙）は、給紙テーブル２００から後で詳述するレジストローラ（４０）を介して二次転写装置２２へ供給される。二次転写装置２２においては、無端ベルトである二次転写ベルト２４が一対のローラ２３に張架されており、二次転写ベルト２４上を搬送される転写紙と中間転写体５０とは互いに接触可能である。二次転写装置２２の近傍には加熱加圧手段としての定着装置２５が配置されている。定着装置２５の拡大図を図２に示す。本実施形態の定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６と、これに押圧されて配置された加圧ローラ２７とを備えている。定着装置２５における加熱は、通常、８０℃〜２００℃が好ましい。定着装置２５へ導入された転写紙は像定着され、複写物（コピ−）として装置外へプリントアウトされる。なお、タンデム画像形成装置１５０においては、二次転写装置２２および定着装置２５の下流近傍に、転写紙の両面に画像形成を行うために該転写紙を反転させるためのシート反転装置２８が配置されている。

実施形態装置の概略動作を説明する。先ず、タンデム型現像器１２０を用いたフルカラー画像の形成（カラーコピー）について説明する。先ず、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００の原稿台１３０上に原稿をセットするか、あるいは原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じる。

スタートスイッチ（不図示）を押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットした時は、原稿が搬送されてコンタクトガラス３２上へと移動された後で、一方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットした時は直ちに、スキャナ３００が駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４が走行する。このとき、第１走行体３３により、光源からの光が照射されると共に原稿面からの反射光を第２走行体３４におけるミラーで反射し、結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６で受光されてカラー原稿（カラー画像）が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの画像情報とされる。

そして、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各画像情報は、タンデム型現像器１２０における各画像形成手段１８（ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段およびシアン用画像形成手段）にそれぞれ伝達され、各画像形成手段において、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各トナー画像が形成される。即ち、タンデム型現像器１２０における各画像形成手段１８（ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段およびシアン用画像形成手段）は、図３に拡大図で示すように、それぞれ、感光体１０（ブラック用感光体１０Ｋ、イエロー用感光体１０Ｙ、マゼンタ用感光体１０Ｍおよびシアン用感光体１０Ｃ）と、該感光体を一様に帯電させる帯電器６０と、各カラー画像情報に基づいて各カラー画像対応画像様に前記感光体を露光（図３中、Ｌ）し、該感光体上に各カラー画像に対応する静電潜像を形成する露光器と、該静電潜像を各カラートナー（ブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナーおよびシアントナー）を用いて現像して各カラートナーによるトナー像を形成する現像器６１と、該トナー像を中間転写体５０上に転写させるための転写帯電器６２と、感光体クリーニング装置６３と、除電器６４とを備えており、それぞれのカラーの画像情報に基づいて各単色の画像（ブラック画像、イエロー画像、マゼンタ画像およびシアン画像）を形成可能である。こうして形成された該ブラック画像、該イエロー画像、該マゼンタ画像および該シアン画像は、支持ローラ１４、１５および１６により回転移動される中間転写体５０上にそれぞれ、ブラック用感光体１０Ｋ上に形成されたブラック画像、イエロー用感光体１０Ｙ上に形成されたイエロー画像、マゼンタ用感光体１０Ｍ上に形成されたマゼンタ画像およびシアン用感光体１０Ｃ上に形成されたシアン画像が、順次転写（一次転写）される。そして、中間転写体５０上に前記ブラック画像、前記イエロー画像、マゼンタ画像およびシアン画像が重ね合わされて合成カラー画像（カラー転写像）が形成される。

上述の画像形成と同期して、給紙テーブル２００においては、給紙ローラ１４２の１つを選択的に回転させ、ペーパーバンク１４３に多段に備える給紙カセット１４４の１つからシート（記録紙）を繰り出し、分離ローラ１４５で１枚ずつ分離して給紙路１４６に送出し、搬送ローラ１４７で搬送して複写機本体１５０内の給紙路１４８に導き、レジストローラ対４０に突き当てて止める。あるいは、給紙ローラを回転して手差しトレイ５１上のシート（記録紙）を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ対４０に突き当てて止める。

ここで、レジストローラ対４０について説明する。図４に転写紙搬送方向から見たレジストローラ対４０の外観を示す。図４のように、レジストローラ対４０は、ゴムローラ４１と金属ローラ４２からなっている。ゴムローラ４１の同軸上にはギアＡ４３が装着されており、駆動装置（図示せず）から駆動を伝達されている。またギアＡ４３と反対側の軸上にはギアＢ４４が装着されており、金属ローラ４２軸上に装着されたギアＣ４５に駆動を伝達している。

金属ローラ４２は適宜の加圧機構（図示せず）によりゴムローラ４１側に付勢されていてレジストローラ対４０が用紙に所定の圧力をかけるようになっている。このレジストローラ４０が用紙にかける圧力は、定着装置が用紙にかける圧力同等以上とすると好ましい。定着装置のニップ部表面に影響を与えない程度に充分にバリを処理できる。金属ローラ４２の加圧機構は従来から知られているため図示してないが、例えば金属ローラ端部に装着したスベリ軸受けに圧縮スプリングなどの加圧手段で加圧することで行う。

レジストローラ対４０では、ゴムローラ４１の回転に基づき金属ローラ４２の回転を外周で線速差を持たせるように変化させる（設計時調整する）。ギアＢ４４とギアＣ４５を同じ歯数とし、ゴムローラ４１と金属ローラ４２の外径を変えることにより線速差を付けることが可能であり、この時ゴムローラ４１直径＞金属ローラ４２直径とすることで金属ローラ４２の線速を遅くさせることが可能である。線速差を持って接触回転するゴムローラ４１と金属ローラ４２からなるレジストローラ対の間を通過することで用紙（転写紙）の裁断バリが軽減されるまたは消滅する。なお、レジストローラ対４０は、一般には接地されて使用されるが、シートの紙粉除去のためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。

図示した例では、同じ歯数とし、ゴムローラ４１と金属ローラ４２夫々の外径を異ならせて所望の線速差を得ているが、ゴムローラ４１と金属ローラ４２の夫々の外径に応じて適切な歯数を選定するようにしても良い。例えば、レイアウトやコスト上の都合で金属ローラ径とゴムローラ径が大きく異なっている場合には、金属ローラ径とゴムローラ径に対応させてギアＢ４４とギアＣ４５の歯数を変更して（設計）所定の線速差が得られるように調整することが可能である。要は、ゴムローラ４１と金属ローラ４２夫々の外径と、夫々のローラ軸に固定されて互いに歯合する歯車の夫々の歯数とを適切に設定することによって、互いに接触したゴムローラ４１と金属ローラ４２夫々の外周の線速度が、このローラ対で搬送される用紙の裁断バリを適切に消滅または軽減させる程度の線速差を持った線速度に夫々設定されていれば足りる。

シート（記録紙）がレジストローラ対４０に突き当たり止められた後、中間転写体５０上に合成された合成カラー画像（カラー転写像）にタイミングを合わせてレジストローラ対４０を回転させ、中間転写体５０と二次転写装置２２との間にシート（記録紙）を送出させ、二次転写装置２２により該合成カラー画像（カラー転写像）を該シート（記録紙）上に転写（二次転写）することにより、該シート（記録紙）上にカラー画像が転写され形成される。なお、画像転写後の中間転写体５０上の残留トナーは、中間転写体クリーニング装置１７によりクリーニングされる。

カラー画像が転写され形成された前記シート（記録紙）は、二次転写装置２２により搬送されて、定着装置２５へと送出され、定着装置２５において、熱と圧力とにより前記合成カラー画像（カラー転写像）が該シート（記録紙）上に定着される。記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる定着工程は、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。

本実施形態ではレジストローラ対で線速差を付け、また定着ニップ同等の圧力をかけることにより、用紙のエッジ部の裁断バリが消滅または軽減できるため、定着ニップを形成する先の図４に示したような定着ベルト表面や加圧ローラ表面における、裁断バリによる磨耗を適切に軽減することができる。

その後、該シート（記録紙）は、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６により排出され、排紙トレイ５７上にスタックされ、あるいは、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８により反転されて再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６により排出され、排紙トレイ５７上にスタックされることになる。

以上説明した実施形態では、レジストローラ対の回転を両ローラを連結する歯車を介して行っているが、歯車に限らず適宜の回転伝達手段を用いることができる。例えば、無端ベルトとプーリ（相当部）の組み合わせでも良い。但し回転伝達手段は、両ローラ周面間の摩擦力に打ち勝って所望の周速差での回転を維持できなければならない。その他、レジストローラ対の両ローラを個別に回転駆動する２系統の駆動源と夫々の駆動源を個別に制御して両ローラの回転速度を決定できる制御回路を組み合わせ、金属ローラとゴムローラに外周の線速差を持たせて回転制御する構成にても同様の作用効果を得ることもできる。

以上実施形態により説明したように、本発明のレジストローラ（対）によれば、レジストローラで裁断バリを消滅または軽減させることができる。また、このようなレジストローラを組み込んだ本発明の画像形成装置においては、定着ベルトや加圧ローラ等を高寿命化させることができる。なお、本発明はレジストローラ以外の用紙搬送用ローラ（対）においても同様に応用することができ同等の裁断バリを消滅または軽減させる作用が得られ、定着ベルトや加圧ローラよりも上流側の用紙搬送用ローラ（対）に適用することで、定着ベルトや加圧ローラ等を高寿命化させ得る。

本発明の実施の形態であるレジストローラを搭載した画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 実施の形態における定着装置の拡大図である。 実施の形態における画像形成手段の拡大図である。 本発明の実施の形態のレジストローラ対を転写紙搬送方向から見た外観図である。 画像形成装置において通紙後の定着ベルトの表面形状を例示する図である。

符号の説明

１０Ｋ ブラック用感光体（感光体ドラム）
１０Ｙ イエロー用感光体（感光体ドラム）
１０Ｍ マゼンタ用感光体（感光体ドラム）
１０Ｃ シアン用感光体（感光体ドラム）
１４ 支持ローラ
１５ 支持ローラ
１６ 支持ローラ
１７ 中間転写クリーニング装置
１８ 画像形成手段
２０ 帯電ローラ
２１ 露光装置
２２ 二次転写装置
２３ ローラ
２４ 二次転写ベルト
２５ 定着装置
２６ 定着ベルト
２７ 加圧ベルト
２８ シート反転装置
３０ 露光装置
３２ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読取りセンサ
４０ レジストローラ（対）
４１ ゴムローラ
４２ 金属ローラ
４３ ギアＡ
４４ ギアＢ
４５ ギアＣ
５０ 中間転写体
５１ ローラ
５２ 分離ローラ
５３ 定電流源
５５ 切換爪
５６ 排出ローラ
５７ 排出トレイ
５８ コロナ帯電器
６０ クリーニング装置
６１ 現像器
６２ 転写帯電器
６３ 感光体クリーニング装置
６４ 除電器
７０ 除電ランプ
８０ 転写ローラ
９０ クリーニング装置
９５ 転写紙
１００ 画像形成装置
１２０ タンデム型現像装置（画像形成手段）
１３０ 原稿台
１４２ 給紙ローラ
１４３ ペーパーバンク
１４４ 給紙カセット
１４５ 分離ローラ
１４６ 給紙路
１４７ 搬送ローラ
１４８ 給紙路
１５０ 複写装置本体（画像形成装置）
２００ 給紙テーブル
３００ スキャナ
４００ 原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）

Claims (4)

1. 給紙部から給紙された用紙を画像形成手段に搬送するための金属ローラとゴムローラの対からなるレジストローラにおいて、
   上記金属ローラとゴムローラに外周の線速差を持たせることを特徴とするレジストローラ。
2. 上記金属ローラの回転を変化させることにより線速差を持たせることを特徴とする請求項１記載のレジストローラ。
3. 上記レジストローラが用紙にかける圧力は、定着装置が用紙にかける圧力同等以上とすることを特徴とした請求項1または２記載のレジストローラ。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレジストローラを用いたことを特徴とする画像形成装置。
   

Images