JP2015209331A - シート搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、シートの幅方向端部が中央付近よりも搬送方向に伸びてしまったシートの波打ちを改善することである。【解決手段】第１のローラと第２のローラとを有し、第１のニップ部によりシートを挟持して搬送する第１のローラ対と、第３のローラと第４のローラとを有し、第２のニップ部により前記第１のローラ対により搬送されたシートを挟持して搬送する第２のローラ対と、前記第１のニップ部と前記第２のニップ部により挟持して搬送されるシートに、シートの搬送方向の張力を与えるための負荷手段と、を有し、前記第１のローラと前記第２のローラは硬度が異なり、前記第３のローラと前記第４のローラは硬度が異なる。【選択図】 図６

Description

本発明は、未定着トナー画像を加熱・加圧させることにより定着させる方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に用いるシート搬送装置及びこのシート搬送装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を用いた画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラム上に形成された潜像を現像して可視画像化し、この可視画像（トナー画像）をシートに静電気力を用いて転写させる。次いでシート上のトナー画像を熱により定着させることによって、シート上に画像が記録形成される。

このような画像形成装置の定着装置として、内部にヒータ等の熱源を有して所定温度に維持された定着ローラに弾性を有する加圧ローラを圧接して定着ニップ部を形成し、この定着ニップ部にてトナー画像をシートに定着する熱ローラ定着方式が採用されている。

近年、この種の定着装置が用いられる画像形成装置（特にフルカラー画像形成装置）においては、トナー画像の発色性や画像品質を向上させるという観点から、加熱時間を長くすることができ、且つ、定着速度を高速化できる定着装置が知られている。例えば、特開平５−１５０６７９号公報に示すように、複数のロールに張架された無端状の定着ベルトを加熱ロールに圧接させる所謂ベルトニップ方式の定着装置が知られている。

また近年、画像形成装置の出力高速化のために、プロセススピードも高速化が必要になってきている。そのためもあって、シートの搬送方向と直交する幅方向において、よりワイドなニップ幅が必要であり、定着ローラや加圧ローラまたは両方を無端ベルトに置き換えてワイドなニップ幅を確保するベルト定着方式が提案・製品化されている。

特開平５−１５０６７９号公報

しかしながら、これらの定着装置の熱定着工程では、熱と圧力をトナー画像の転写されたシートに付加するので、シートの内部から水分が圧接ニップ部及び圧接ニップ後に蒸発する。この時に起こるシートの熱による水分量の変化と、シートにかかる圧力によるストレスとによって、シートが湾曲するカールと呼ばれる現象や、シートがうねるような形状となる波打ちと呼ばれる現象が発生する。

ここでシートとして最も一般的に用いられるシート状の紙を繊維レベルで見てみる。紙は短い繊維どうしが絡み合って構成されており、かつ繊維内部または繊維どうしの間には水分が含まれている。さらに繊維と水は水素結合を生じた状態で平衡状態に有るため、平滑性を保っている。

しかし、定着工程において紙に熱と圧力が加わると、圧力により繊維どうしにずれが生じ、その状態で熱が加わり水分が蒸発すると、繊維どうしでさらなる水素結合が生じ変形する。この紙を放置していると環境から吸湿し、繊維どうしの水素結合が再び切り離され元の状態に戻ろうとする。しかし、紙の一部の繊維間には水分が入っていかず、それにより紙の変形が維持される。変形のパターンは前述したカールと波打ちがあり、カールは紙の表裏の伸縮差により発生し、波打ちは紙の中央部と端部での伸縮差により発生する。

シートの端部に波打ちが発生する原因の１点目は、シートが定着装置のニップ部を通過する過程にある。例えばベルト定着方式のようにワイドニップを備えた定着装置の場合、ニップ部をシートが通過する過程でシートのシワ防止のため、ニップ内においてシートの搬送方向と直交する幅方向中央部より端部側の搬送速度を高く設定する。これによりシートにしごき作用を与えているような場合にニップ部通過後にシート端部が中央付近よりも搬送方向に伸びてしまい、シートの端部に波打ちが発生する。

シートの端部に波打ちが発生する原因の２点目は、シートが定着装置のニップ部を通過した後にある。シート束として積載された状態では、それぞれのシートは端部において大気と接触しているため、水分の出入りが急速に発生する。定着工程においてシートに熱が加わりシート内部の水分が蒸発した後にシート端部から急速に吸湿すると、やはりシート端部が中央付近よりも搬送方向に伸びてしまい、シートの端部に波打ちが発生する。

特に定着ローラや加圧ローラまたは両方を無端ベルトに置き換えてワイドなニップ幅を確保したベルト定着方式では、シートがニップ間に滞在する距離や時間が、熱ローラ方式と比較して増大するため、シートの端部の波打ちの問題が顕著になりやすい。

そこで、本発明の目的は、シートの幅方向端部が中央付近よりも搬送方向に伸びてしまったシートの波打ちを改善することである。

上記目的を達成するため、第１のローラと第２のローラとを有し、第１のニップ部によりシートを挟持して搬送する第１のローラ対と、第３のローラと第４のローラとを有し、第２のニップ部により前記第１のローラ対により搬送されたシートを挟持して搬送する第２のローラ対と、前記第１のニップ部と前記第２のニップ部により挟持して搬送されるシートに、シートの搬送方向の張力を与えるための負荷手段と、を有し、前記第１のローラと前記第２のローラは硬度が異なり、前記第３のローラと前記第４のローラは硬度が異なることを特徴とする。

また、本発明は、第１のローラと第２のローラとを有し、第１のニップ部によりシートを挟持して搬送する第１のローラ対と、第３のローラと第４のローラとを有し、第２のニップ部により前記第１のローラ対により搬送されたシートを挟持して搬送する第２のローラ対と、前記第１のニップ部と前記第２のニップ部により挟持して搬送されるシートに、シートの搬送方向の張力を与えるための負荷手段と、を有し、前記第３のローラと前記第４のローラは硬度が異なることを特徴とする。

本発明によれば、シートの搬送方向において、シートの搬送方向と直交する幅方向中央と端部の長さを均一化させ、シートの波打ちを改善することができる。また、ローラの摩耗を抑制し、安定した速度で保持することができ、確実なシート搬送をすることができる。

実施例１の引張搬送装置を示す断面図である。 実施例１の電子写真プリンタを示す断面図である。 電子写真プリンタとシート波打ち補正装置全体の制御関係を示すブロック図である。 実施例１の引張搬送装置を示す斜視図である。 実施例１の引張搬送装置を示す上面図である。 実施例１の引張搬送装置を示す断面図である。 加湿装置を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔実施例１〕
図１〜図５を用いて、実施例１に係るシート搬送装置を備えた画像形成装置について説明する。以下の説明では、まず画像形成装置について説明し、次にシート搬送装置について説明する。本実施例においては、シート搬送装置を画像形成装置の外部に接続した画像形成システムについて説明するが、シート搬送装置を画像形成装置の内部に一体的に組み込んだ画像形成システムの構成であっても本発明は有効である。

まず、図２を用いて、画像形成システムの一例として画像形成装置及び画像形成装置に着脱可能に接続されたシート搬送装置について説明する。図２は、画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタ５００、及びシート搬送装置の一例である張力付与装置を備えたシート波打ち補正装置９００を模式的に示す断面図であり、シートの搬送方向に沿った断面図である。なお、以下の説明では、カラー電子写真プリンタを単に「プリンタ」という。

シートは、トナー像が形成されるものである。シートの具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート状のもの、厚紙、オーバーヘッドプロジェクター用などがある。

図２に示すプリンタ５００は、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部５１０を備えている。各色の画像形成部５１０は、シートに各色のトナー画像を形成するものである。そして、これら画像形成部に対向するようにして、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト５３１が配置されている。すなわち、可視像化までのプロセスを各色で並列処理するタンデム方式が採用された画像形成装置である。

なお、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の画像形成部の配列順序は図２に示す配列順序に限定されない。また、図２に示すフルカラー中間転写方式の画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置の場合でも実施の形態として可能である。

各色の画像形成部５１０では、以下の各プロセス手段が備わっている。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色に対応して表面に静電潜像を担持する像担持体としての電子写真感光体（以下、感光体ドラム）５１１と、帯電ローラ５１２と、レーザスキャナ５１３と、現像器５１４を有している。感光体ドラム５１１は、帯電ローラ５１２によって予め帯電される。その後、感光体ドラム５１１は、レーザスキャナ５１３によって露光されて潜像を形成される。潜像は、現像器５１４によって現像されてトナー画像として可視画像化される。

感光体ドラム５１１の表面に形成して担持された各トナー画像は、感光体ドラム５１１と一次転写ローラ５１５との一次転写部において、一次転写ローラ５１５によって中間転写ベルト５３１に順次重ねて一次転写される。

一方、シートＰは、給送カセット５２０から１枚ずつ送り出されてレジストローラ対５２３に送り込まれる。レジストローラ対５２３は、シートＰを一旦受け止めて、シートが斜行している場合はその斜行を補正する。そして、レジストローラ対５２３は、中間転写ベルト５３１上のトナー画像と同期をとって、シートＰを中間転写ベルト５３１と二次転写ローラ５３５との間の二次転写部に送り込む。中間転写ベルト５３１上のカラーのトナー画像は、転写部である例えば二次転写ローラ５３５によってシートＰに一括して二次転写される。

その後、前述のようにして画像形成部により画像（トナー画像）が形成されたシートは、定着装置１００へと搬送される。定着装置（定着部）１００では、定着ニップ部にてシートを挟持して未定着のトナー画像に熱と圧力を加えることで、シート上にトナー画像を定着させる。定着装置１００を通過したシートは、排出ローラ対５４０によりシートに処理を施すシート処理装置としてのシート波打ち補正装置９００に送られ、シート波打ち補正装置９００によりシートの波打ちを補正した後、排出トレイ５６５に排出される。

ここで、定着装置について説明する。定着装置１００は、加熱回転体である定着ローラ１１０、加圧回転体である加圧ローラ１１１を備えている。定着ローラ１１０は、内部のハロゲンヒータ（図示せず）が発する熱をシートＰ上のトナーに付与するとともにシートＰを加圧ローラ１１１とともに搬送する。定着ローラ１１０は、例えば外径５６ｍｍ、内径５０ｍｍのアルミニウム円筒管からなる金属性コア内にハロゲンヒータを内蔵させている。金属製コアの表面には例えば厚さ２ｍｍ、硬度（アスカＣ）４５゜のシリコンゴムからなる弾性層を、さらに弾性層の表層にＰＦＡもしくはＰＴＦＥ耐熱離型層を被覆している。

加圧ローラ１１１は、シートＰを定着ローラ１１０とともに搬送する。加圧ローラ１１１もまた例えば外径５６ｍｍ、内径５０ｍｍのアルミニウム円筒管からなる金属性コアを有している。金属製コアの表面には例えば厚さ２ｍｍ、硬度（アスカＣ）４５゜のシリコンゴムからなる弾性層を、さらに弾性層の表層にＰＦＡもしくはＰＴＦＥ耐熱離型層を被覆している。

定着ローラ１１０と加圧ローラ１１１とにより定着ニップ部が形成されている。本発明者らの実験では、定着ローラ１１０の表層の設定温度が１８０℃、加圧ローラ１１１の表層の設定温度が１００℃、環境温度２３℃、環境湿度５０％という条件のもとでシートＰを搬送速度３００ｍｍ／ｓｅｃ程度で搬送する。すると、定着ニップ部内で加熱、加圧されたシートＰは、シートの搬送方向と直交する幅方向の端部側の方が中央側より大きく搬送方向に繊維が伸びることにより、結果として端部波打ち（以下、波打ちと呼称する）が発生する。

定着装置１００によりトナー画像が定着されたシートＰは、排出ローラ対５４０によりシート波打ち補正装置９００に送られる。シートＰは、シート波打ち補正装置９００の入口ローラ対９０１により搬送ガイド９０２に沿って搬送される。シートＰは、搬送ガイド９０２により鉛直下方に搬送方向を転じた後、張力付与装置としてのシート引張搬送装置１０１，２０１，３０１に順に送られる。シートＰは、シート引張搬送装置１０１，２０１，３０１を順次通過させ、シートの搬送方向と直交する幅方向の中央部を搬送方向に引っ張ることで、幅方向の端部と中央のシートの搬送方向の長さの差を減少される。

このようにして、シートの幅方向の端部の波打ちを改善されたシートＰは、この後、搬送ガイド９０３，９０５により鉛直上方に搬送方向を転じながら、搬送ローラ対９０４により搬送される。その後シートＰは搬送ガイド９０７，９０９にガイドされながら搬送ローラ対９０６，９０８により搬送され、排出ローラ対９１０によりシート波打ち補正装置９００外に排出され、排出トレイ５６５上に積載される。

ここで、図３を用いて、画像形成システム全体の制御関係について説明する。図３は、画像形成システムをなすプリンタ５００とシート波打ち補正装置９００全体の制御関係を示すブロック図である。プリンタ５００の制御部５００Ｃ、シート波打ち補正装置９００の制御部９０１Ｃは、ＣＰＵ、メモリ、演算ユニット、Ｉ／Ｏポート、通信用インターフェイス、駆動回路等を有するコンピュータシステムである。

上述の各制御部５００Ｃ，９０１Ｃによる制御は、各ＣＰＵがメモリに格納されている所定のプログラムを実行することによりなされる。シート波打ち補正装置９００の制御部９０１Ｃは、装置を構成するシート引張搬送装置１０１，２０１，３０１の動作を制御する。また、上述の各制御部５００Ｃ，９０１Ｃは、通信部ＣＯＭを介して接続され、情報交換を行うことができる。

なお、ここでは、シート波打ち補正装置９００が有する制御部（制御手段）９０１Ｃを、プリンタ５００が有する制御部（制御手段）５００Ｃで制御して、シート波打ち補正装置９００の動作を制御する構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、シート波打ち補正装置が制御手段をもたず、プリンタが有する制御手段によりシート波打ち補正装置の動作を制御する構成としても良い。

次に、図１、図４、図５を用いて、各シート引張搬送装置（１０１，２０１，３０１）単体の構成に関して説明する。本実施例においては、第一シート引張搬送装置１０１、第二シート引張搬送装置２０１、および第三シート引張搬送装置３０１のそれぞれの構成は共通である。第一シート引張搬送装置１０１、第二シート引張搬送装置２０１、および第三シート引張搬送装置３０１は、シートＰの幅方向中央部を搬送方向に伸ばすための張力をシートに付与する複数のローラ対を備えている。そのため、後述のシート引張搬送装置の構成説明については、構成部品（符号）を併用する。

なお、以下で説明するローラ対（もしくはローラ）によるシートの搬送速度とは、ローラ対（もしくはローラ）の回転速度（線速度）を意味する。

図１は本実施例のシート引張搬送装置１０１，２０１，３０１を説明する正面断面図である。また、図４は本実施例のシート引張搬送装置１０１，２０１，３０１を説明する斜視図、図５は本実施例のシート引張搬送装置１０１，２０１，３０１を説明する左側面図である。

各シート引張搬送装置は、複数のローラ対として、以下に説明する第１のローラ対と、第１のローラ対よりも搬送方向下流側に設けられた第２のローラ対を有している。

第１のローラ対は、回転可能な第１のローラである第一上ローラと、前記第一上ローラに圧接され第１のニップ部を形成してシートを挟持して搬送する第２のローラである第一下ローラからなる。

第２のローラ対は、第１のローラ対よりも搬送方向下流側に設けられている。第２のローラ対は、回転可能な第３のローラである第二上ローラと、前記第二上ローラに圧接され第２のニップ部を形成してシートを挟持して搬送する第４のローラである第二下ローラからなる。

第一シート引張搬送装置１０１は、第１のローラ対を構成する第一上ローラ１０４と第一下ローラ１０５と、第２のローラ対を構成する第二上ローラ１０６と第二下ローラ１０７によりシートＰを挟持して搬送する。第二シート引張搬送装置２０１は、第１のローラ対を構成する第一上ローラ２０４と第一下ローラ２０５と、第２のローラ対を構成する第二上ローラ２０６と第二下ローラ２０７によりシートＰを挟持して搬送する。第三シート引張搬送装置３０１は、第１のローラ対を構成する第一上ローラ３０４と第一下ローラ３０５と、第２のローラ対を構成する第二上ローラ３０６と第二下ローラ３０７によりシートＰを挟持して搬送する。各シート引張搬送装置１０１，２０１，３０１は、順にシートＰを搬送しつつ、シートＰの幅方向中央部を搬送方向に伸ばすための張力をシートＰに付与する。

第一上ローラ１０４，２０４，３０４、第一下ローラ１０５，２０５，３０５、第二上ローラ１０６，２０６，３０６、第二下ローラ１０７，２０７，３０７は、それぞれステンレス鋼、鉄鋼等の高剛性材料を用いたローラ軸１０４ａ，１０５ａ，１０６ａ，１０７ａ，２０４ａ，２０５ａ，２０６ａ，２０７ａ，３０４ａ，３０５ａ，３０６ａ，３０７ａの表層に、シリコン、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等の弾性ゴム１０４ｂ，１０５ｂ，１０６ｂ，１０７ｂ，２０４ｂ，２０５ｂ，２０６ｂ，２０７ｂ，３０４ｂ，３０５ｂ，３０６ｂ，３０７ｂを形成している。

また図４に示すように第一下ローラ１０５，２０５，３０５、第二下ローラ１０７，２０７，３０７の弾性ゴム１０５ｂ，１０７ｂ，２０５ｂ，２０７ｂ，３０５ｂ，３０７ｂは、通紙中心（幅方向中央）に対して均等になるように、シートの幅方向における中央部の長さＬ１の領域に形成している。ここで、通紙中心とは、シートを搬送する際の基準となる幅方向中央の位置である。長さＬ１は不図示の波打ちが問題となるシートＰのシート幅（所定のサイズのシートの幅方向の長さ）より短いものである。本実施例では、Ｌ１＝１００ｍｍに設定している。所定のサイズのシートとは、装置が使用する頻度が高いサイズのシートであり、例えば、Ａ３サイズのシート（２９７ｍｍ）がこれに該当する。

また、第１のローラ対と第２のローラ対のニップ部間は、シートを案内するガイド部材である搬送ガイド１１４，１１５，２１４，２１５，３１４，３１５が設けられ、ニップ部間の距離は２５ｍｍとしている。

第一上ローラ１０４，２０４，３０４、第二上ローラ１０６，２０６，３０６は、ローラ軸１０４ａ，１０６ａ，２０４ａ，２０６ａ，３０４ａ，３０６ａの両端部を、上側板１１９，２１９，３１９に軸受（不図示）を介して、支持されている。

第一下ローラ１０５，２０５，３０５は、ローラ軸１０５ａ，２０５ａ，３０５ａの両端部を、加圧板１１２に軸受（不図示）を介して、支持されている。また、第一下ローラ１０５，２０５，３０５は、加圧板１１２と軸受（不図示）の間で第一加圧バネ１０９，２０９，３０９により付勢されている。これにより、第一上ローラ１０４，２０４，３０４に第一下ローラ１０５，２０５，３０５が加圧されることで、第１のニップ部である第一ニップ部Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３を形成している。本実施例では、加圧力が３９Ｎ（４ｋｇｆ）程度になるように、第一加圧バネ１０９，２０９，３０９の付勢力を設定している。

第二下ローラ１０７，２０７，３０７は、ローラ軸１０７ａ，２０７ａ，３０７ａの両端部を、加圧板１１２に軸受（不図示）を介して、支持されている。また、第二下ローラ１０７，２０７，３０７は、加圧板１１２と軸受（不図示）の間で第二加圧バネ１０８，２０８，３０８により付勢されている。これにより、第二上ローラ１０６，２０６，３０６に第二下ローラ１０７，２０７，３０７が加圧されることで、第２のニップ部である第二ニップ部Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３を形成している。本実施例では、加圧力が３９Ｎ（４ｋｇｆ）程度になるように、第二加圧バネ１０８，２０８，３０８の付勢力を設定している。

ここで、図４及び図５を用いて、第一上ローラ１０４，２０４，３０４と第二上ローラ１０６，２０６，３０６の駆動に関して説明する。図４及び図５は第一上ローラ１０４，２０４，３０４と第二上ローラ１０６，２０６，３０６の駆動に関して説明する斜視図及び側面図である。

第一上ローラ１０４，２０４，３０４、第二上ローラ１０６，２０６，３０６は、駆動源である駆動モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３のモータギアＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３から回転駆動力を受けることにより回転される。第一上ローラ１０４，２０４，３０４は、駆動伝達ギア１２３，１２４，１２５，１２６，２２３，２２４，２２５，２２６，３２３，３２４，３２５，３２６を介して回転駆動力を受けることにより回転される。第二上ローラ１０６，２０６，３０６は、駆動伝達ギア１２３，１２７，１２８，１２９，２２３，２２７，２２８，２２９，３２３，３２７，３２８，３２９を介して回転駆動力を受けることにより回転される。

第一下ローラ１０５，２０５，３０５、第二下ローラ１０７，２０７，３０７は、それぞれ第一上ローラ１０４，２０４，３０４、第二上ローラ１０６，２０６，３０６に加圧されている。第一下ローラ１０５，２０５，３０５、第二下ローラ１０７，２０７，３０７は、それぞれ第一上ローラ１０４，２０４，３０４、第二上ローラ１０６，２０６，３０６の回転に従動して回転する。

また、前述の駆動伝達ギアのうち駆動伝達ギア１２４，２２４，３２４はワンウェイクラッチ（不図示）を設けている。ワンウェイクラッチは、第一上ローラ１０４，２０４，３０４がシートＰの搬送方向に回転する際にロックし、駆動モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３の駆動を第一上ローラ１０４，２０４，３０４に伝達する。ワンウェイクラッチは、前記駆動モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３による前記第一上ローラ１０４，２０４，３０４への駆動力の伝達を制御する駆動制御手段（クラッチ手段）である。

また、第二上ローラ１０６，２０６，３０６は、入口ローラ対５０３と略同じ搬送速度で回転する。第一上ローラ１０４，２０４，３０４は、第二上ローラ１０６，２０６，３０６よりも搬送速度が小さい。かつ第一上ローラ１０４，２０４，３０４は、通紙可能な最大シートＰの搬送方向に平行なサイズが通紙された際に、第一上ローラ１０４，２０４，３０４上流に発生するループによってシートＰが屈曲してしまわない搬送速度に設定している。

本実施例においては、０％＜（第一上ローラ１０４，２０４，３０４の搬送速度／第二上ローラ１０６，２０６，３０６×１００）＜４％で上述の条件を満たす。そのため、第一上ローラ１０４，２０４，３０４の搬送速度の方が、第二上ローラ１０６，２０６，３０６の搬送速度よりも２％程度小さくなるように設定されている。

具体的には、第一上ローラ１０４、２０４、３０４は第二上ローラ１０６、２０６、３０６と同一回転数となるように、駆動伝達ギア１２３，１２４，１２５，１２６，２２３，２２４，２２５，２２６，３２３，３２４，３２５，３２６、駆動伝達ギア１２３，１２７，１２８，１２９，２２３，２２７，２２８，２２９，３２３，３２７，３２８，３２９の減速比を設定し、弾性ゴム１０４ｂ，１０６ｂ，２０４ｂ，２０６ｂ，３０４ｂ，３０６ｂの外径φは２０ｍｍ、弾性ゴム１０５ｂ，１０７ｂ，２０５ｂ，２０７ｂ，３０５ｂ，３０７ｂの外径φは１９．６ｍｍに設定している。

なお、本実施例においては、弾性ゴム１０４ｂ，１０６ｂ，２０４ｂ，２０６ｂ，３０４ｂ，３０６ｂの外径φを、弾性ゴム１０５ｂ，１０７ｂ，２０５ｂ，２０７ｂ，３０５ｂ，３０７ｂの外径φよりも大きくし、第一上ローラ１０４，２０４，３０４は第二上ローラ１０６，２０６，３０６と同一回転数となるように駆動伝達ギア１２３，１２４，１２５，１２６，２２３，２２４，２２５，２２６，３２３，３２４，３２５，３２６、駆動伝達ギア１２３，１２７，１２８，１２９，２２３，２２７，２２８，２２９，３２３，３２７，３２８，３２９の減速比を設定することで、第一ニップ部Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３と第二ニップ部Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ３２間の搬送速度差を付与している。しかし、第一ニップ部Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３の搬送速度と第二ニップ部Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３の搬送速度の差を付与する方法は本実施例の手段に限らない。例えば弾性ゴム１０４ｂ，１０６ｂ，２０４ｂ，２０６ｂ，３０４ｂ，３０６ｂ，１０５ｂ，１０７ｂ，２０５ｂ，２０７ｂ，３０５ｂ，３０７ｂの外径φを全て同一に設定し、駆動伝達ギア１２３，１２４，１２５，１２６，２２３，２２４，２２５，２２６，３２３，３２４，３２５，３２６と駆動伝達ギア１２３，１２７，１２８，１２９，２２３，２２７，２２８，２２９，３２３，３２７，３２８，３２９の減速比を変えてもよい。

また図５に示すように、第一上ローラ１０４，２０４，３０４のもう一方の端部には、駆動ギア１０４Ｇ２，２０４Ｇ２，３０４Ｇ２が固定されており、駆動伝達ギア１３０，２３０，３３０を介して、トルクリミッタ１３１，２３１，３３１に連結されている。ここで、トルクリミッタ１３１，２３１，３３１は第一上ローラ１０４，２０４，３０４に駆動負荷を与えられればよく、電磁ブレーキやブレーキパッド等の負荷手段でもよい。

本実施例では、第一ニップ部Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３と第二ニップ部Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３の両方に同一のシートＰが存在する場合、シートＰにかかるテンションが約６８Ｎ（７ｋｇｆ）程度となるようにトルクリミッタの設定値を設定している。トルクリミッタ１３１，２３１，３３１の設定値は、シートＰに十分なテンションを付加しつつ、シートＰ自身にダメ―ジを与えない範囲で設定している。

次に、シートＰがシート引張搬送装置に搬送された場合の動作に関して説明する。

シートＰがシート引張搬送装置１０１，２０１，３０１内の入口ガイド１０２，１２１，２０２，２２１，３０２，３２１に案内され、シート引張搬送装置１０１，２０１，３０１の第一ニップ部Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３にニップされる。シートＰは第一ニップ部Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３によって第二ニップ部Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３にニップされるまで、第一ニップ部Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３に設定された搬送速度で搬送される。本実施例では、第一ニップ部Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３において搬送速度２９４ｍｍ／ｓとなるように駆動モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３の回転数を設定している。

次に、シートＰがシート引張搬送装置１０１，２０１，３０１の第二ニップ部Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３にニップされると、シートＰは第二ニップ部Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３によって第一ニップ部Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３よりも速い搬送速度で搬送される。本実施例では、第一ニップ部Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３が搬送速度２９４ｍｍ／ｓで搬送されている場合、第二ニップ部Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３において搬送速度３００ｍｍ／ｓとなるように設定している。この時、搬送方向下流側の第二ニップ部Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３の方が、上流側の第一ニップ部Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３よりも搬送速度が速いため、ワンウェイクラッチが空転する。すなわち、第一上ローラ１０４，２０４，３０４には駆動が伝達されないため、シート引張搬送装置１０１，２０１，３０１の第一ローラ対は第二ローラ対によって搬送されるシートＰに従動して回転する。また第一上ローラ１０４，２０４，３０４は駆動ギア１０４Ｇ２，２０４Ｇ２，３０４Ｇ２、駆動伝達ギア１３０，２３０，３３０を介して、トルクリミッタ１３１，１３２，１３３が連結されている。そのため、第一上ローラ１０４，２０４，３０４を回転させるためにはトルク負荷が発生する。その結果、シートＰには、第一ローラ対と第二ローラ対間でテンション力が生じながら、シートＰは搬送される。

上記のように、本実施例の張力付与装置を通紙しシート幅方向中央部を搬送方向に引っ張ることで、端部と中央部のシート長さの差を減少させ、波打ちを改善することができる。

本実施例のシート引張搬送装置１０１，２０１，３０１の第１のローラ対と第２のローラ対のローラ硬度について図６を用いて説明する。ここでは、シート引張搬送装置１０１の第１のローラ対と第２のローラ対を例示して説明する。なお、シート引張搬送装置２０１、３０１はシート引張搬送装置１０１と同一構成のため、ここでは説明を省略する。

本実施例において、第一上ローラ１０４の弾性ゴム１０４ｂのゴム硬度は、第一下ローラ１０５の弾性ゴム１０５ｂのゴム硬度よりも高くしている。また、第二上ローラ１０６の弾性ゴム１０６ｂのゴム硬度は、第二下ローラ１０７の弾性ゴム１０７ｂのゴム硬度よりも高くしている。具体的には、第一上ローラ１０４の弾性ゴム１０４ｂのゴム硬度（ＪＩＳ Ｋ ６２５３）は８０°、第一下ローラ１０５の弾性ゴム１０５ｂのゴム硬度（ＪＩＳ Ｋ ６２５３）は５０°としている。また第二上ローラ１０６の弾性ゴム１０６ｂのゴム硬度（ＪＩＳ Ｋ ６２５３）は８０°、第二下ローラ１０７の弾性ゴム１０７ｂのゴム硬度（ＪＩＳ Ｋ ６２５３）は５０°としている。

前述したように、シートＰは、第１のローラ対と第２のローラ対間で約６８Ｎ（７ｋｇｆ）程度のテンション力が付与されながら搬送される。この時、第１のローラ対に対して下流側の第２のローラ対を構成する第二上ローラ１０６は回転駆動され、第二上ローラ１０６の弾性ゴム１０６ｂ表面には第１のローラ対のニップ部からシートＰを引き抜くため、高い摩擦搬送力が発生する。そこで本実施例では、第２のローラ対を構成する駆動ローラである第二上ローラ１０６の弾性ゴム１０６ｂのゴム硬度を、第二下ローラ１０７の弾性ゴム１０７ｂのゴム硬度よりも高くすることで、第２のニップ部におけるゴム表層の摩耗を防止している。第二下ローラ１０７は前記駆動ローラである第二上ローラ１０６に圧接されて従動回転するため、摩耗はしない。また、第二上ローラ１０６とのニップ部（シートの搬送方向のニップ幅）を広くし、第２のローラ対のシートＰの挟持力を高めるため、第二下ローラ１０７の弾性ゴム１０７ｂのゴム硬度を第二上ローラ１０６の弾性ゴム１０６ｂより低くしている。

また、第１のローラ対を構成する第一上ローラ１０４には負荷手段であるトルクリミッタ１３１が連結される。そのため、第一上ローラ１０４の弾性ゴム１０４ｂの表面には第２のローラ対により搬送されるシートＰにより回転駆動されるため、高い摩擦搬送力が発生する。そこで本実施例では、第１のローラ対を構成する第一上ローラ１０４の弾性ゴム１０４ｂのゴム硬度を第一下ローラ１０５の弾性ゴム１０５ｂのゴム硬度よりも高くすることで、第１のニップ部におけるゴム表層の摩耗を防止している。第一下ローラ１０５はトルクリミッタ１３１が連結された第一上ローラ１０４に圧接されて従動回転するため、摩耗はしない。また、第一上ローラ１０４とのニップ部（シートの搬送方向のニップ幅）を広くし、第１のローラ対のシートＰの挟持力を高めるため、第一下ローラ１０５の弾性ゴム１０５ｂのゴム硬度を第一上ローラ１０４の弾性ゴム１０４ｂより低くしている。

下記に本実施例の構成において、本発明者らが行った実験結果を示す。本実験では、Ａ４サイズのシートを用いて、１０万枚通紙を行った。本実験での測定項目は、前述の通紙耐久前後のローラ外径であり、そこからローラのゴム摩耗量（外径差）を算出した。

本実施例の構成は、前述したように各ローラ対を構成するローラの硬度が異なる構成である。具体的には、第１のローラ対を構成する第一上ローラの硬度８０°、第一下ローラの硬度５０°、第２のローラ対を構成する第二上ローラの硬度８０°、第二下ローラの硬度５０とした。これに対し、その比較例の構成は、各ローラ対を構成するローラの硬度が同じ構成であり、第一上ローラの硬度５０°、第一下ローラの硬度５０°、第二上ローラの硬度５０°、第下上ローラの硬度５０とした。

本実施例の構成では、硬度が高い第一上ローラ、第二上ローラの通紙耐久前の外径が２０ｍｍであったところ、通紙耐久後の外径は１９．９８ｍｍとなり、その外径差（摩耗量）は０．０２ｍｍであった。なお、硬度が低い第一下ローラ、第二下ローラは、通紙耐久前の外径と通紙耐久後の外径に変化はなかった。

一方、比較例の構成では、トルクリミッタが連結された高い第一上ローラ、駆動ローラである第二上ローラの通紙耐久前の外径が２０ｍｍであったところ、通紙耐久後の外径は１９．７ｍｍとなり、その外径差（摩耗量）は０．３ｍｍであった。なお、前記第一上ローラと第二上ローラと硬度が同じ第一下ローラ、第二下ローラは、通紙耐久前の外径と通紙耐久後の外径に変化はなかった。

上記のように、本実施例の構成では、硬度が高く設定されたローラの通紙耐久前後の摩耗量（外径差）が０．０２ｍｍであったのに対し、比較例の構成では摩耗量（外径差）０．３ｍｍであった。

上述したように、本実施例によれば、シートの搬送方向と直交する幅方向中央に搬送方向のテンションを付加させるローラ対を設けることで、シートの搬送方向において、シートの幅方向中央と端部の長さを均一化させ、シートの波打ちを改善することができる。

また、トルクリミッタを連結した第一上ローラと駆動ローラである第二上ローラの硬度を高くすることで、シートのテンションが高い引張構成においても、ローラの摩耗を抑制し、安定した速度で保持することができ、確実なシート搬送を行うことができる。

なお、上記した第１のローラ対及び第２のローラ対を有するシート引張搬送装置のシート搬送方向の上流側に、シートを加湿する加湿装置を設けた構成であってもよい。加湿装置により、シートを加湿した後に、上記したシート引張搬送装置によりシートに搬送方向の張力を与えることで、より効果的にシートに張力を与えることができる。

この加湿装置としては、図７のような構成のものを用いることができる。以下、図７を用いて、加湿装置４００について説明する。図７は、加湿装置４００の断面図である。

図７の矢印Ｂ方向に送られたシートＰは、入口ガイド４１４に案内されて加湿ローラ対４０１，４０２のニップ部に進入する。そして、加湿ローラ対４０１，４０２により加湿液ＬがシートＰの表面（両面）に転写されることにより、シートＰは加湿される。

加湿ローラ対４０１，４０２は、ともにステンレス等の金属剛性体からなる軸芯表面にＮＢＲ、シリコン等を主成分とするソリッドゴム層が形成された弾性ローラである。

給水ローラ４０７，４０８は、加湿液Ｌを加湿ローラ４０１，４０２に順次給水するための給水部材である。給水ローラ４０７，４０８は、ステンレス等の金属剛性体からなる軸芯表面に加湿液Ｌを保持することができる親水性の表面を持った材料、例えばＮＢＲ等を主成分とするソリッドゴム層が形成された弾性ローラである。ソリッドゴム層は金属や親水化処理した樹脂等を使用してもよい。

シートＰを加湿するための加湿液Ｌが収容された貯水タンク（不図示）内に収容された加湿液Ｌは、給水ポンプ（不図示）により加湿装置４００の給水槽（貯水部）４１１，４１２に向けて随時給水される。加湿液Ｌは、給水槽に向けて給水される際に、給水管４００Ｃ内に設けられた分岐部４００Ｃ１を経て矢印Ｆ１，Ｆ２方向にそれぞれ随時分岐給水される。加湿液Ｌは水を主成分とするものであり、シートＰへの加湿効率、浸透性を考慮して界面活性剤を配合したものが用いられている。給水管４００Ｃの分岐されたそれぞれの管は、給水漕４１１，４１２の底部の給水ローラ４０７，４０８の各略直下に設けられた給水孔４１１ａ，４１２ａとそれぞれ連結されている。

給水ローラ４０７，４０８の表層に保持された加湿液はさらに各加湿ローラ４０１，４０２の表層に転写されると同時に、各かきとりローラ４０３，４０４からスクイズされる。したがって均一性を維持したまま、各加湿ローラ４０１，４０２の表層に加湿液Ｌが転写される。かきとりローラ４０３，４０４は、例えばステンレス鋼や鉄鋼表面に硬質クロムメッキ処理された材料で形成される。

不図示の加圧バネにより、加湿ローラ４０１と給水ローラ４０８とかきとりローラ４０４が、加湿ローラ４０２に加圧（付勢）されている。また、不図示の加圧バネにより、給水ローラ４０７とかきとりローラ４０３が加湿ローラ４０１に加圧（付勢）されている。

この加湿装置４００を通過したシートＰは、図１に示すようにガイド５０１，５０２の間を案内され、入口ローラ対５０３，５０４に搬送されて、シート引張搬送装置１０１内の入口ガイド１０２，１２１の間に案内される。この後の動作については、前述した通りである。

このように、上記したシート引張搬送装置の上流側に、シートを加湿する加湿装置を設けることにより、加湿装置によりシートを加湿した後に、シート引張搬送装置によりシートに搬送方向の張力を与えることができる。そして、より効果的にシートに張力を付与することができる。

〔他の実施例〕
なお、前述した実施例では、シート搬送装置が有するシート引張搬送装置として、３つのシート引張搬送装置を連結して通紙する構成を例示しているが、これに限定されるものではない。必要に応じて、１つ又は２つのシート引張搬送装置を連結し、あるいは、３つ以上のシート引張搬送装置を連結して通紙する構成としてもよい。

また前述した実施例では、画像形成装置に対してオプションの外部装置として着脱自在なシート搬送装置では複数のシート引張搬送装置を縦方向（重力方向、鉛直方向）に連結する構成を例示したが、これに限定されるものではない。画像形成装置に対してオプションの外部装置として着脱自在なシート搬送装置において、複数のシート引張搬送装置を横方向（鉛直方向と交差する方向）に連結する構成としてもよい。また、画像形成装置に対してオプションの外部装置として着脱自在なシート搬送装置に限定されるものではない。例えば、画像形成装置が一体的に有するシート搬送装置において、複数のシート引張搬送装置を横方向（鉛直方向と交差する方向）に連結し、あるいは、縦方向（重力方向、鉛直方向）に連結する構成としてもよい。このようなシート搬送装置に本発明を適用することにより画像形成システム全体として同様の効果を得ることができる。

また、画像形成装置が有する制御手段によりシート引張搬送装置の動作を制御する構成を例示したが、シート引張搬送装置が制御手段を有し、この制御手段により動作を制御する構成としても良い。あるいは、シート引張搬送装置が有する制御手段を、画像形成装置が有する制御手段で制御して、シート引張搬送装置の動作を制御する構成としても良い。このように構成しても同様の効果を得ることができる。

また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であってもよい。また、中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像をシートに一括して転写する画像形成装置を例示したが、これに限定されるものではない。シート担持体を使用し、該シート担持体に担持されたシートに各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良く、該画像形成装置又は画像形成装置が有するシート引張搬送装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ …駆動モータ
ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３ …モータギア
Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３ …第一ニップ部
Ｎ２１，Ｎ２２，Ｎ２３ …第二ニップ部
Ｐ …シート
１００ …定着装置
１０１，２０１，３０１ …シート引張搬送装置
１０２，１２１，２０２，２２１，３０２，３２１ …入口ガイド
１０３，２０３ …シートセンサ
１０４，２０４，３０４ …第一上ローラ
１０４Ｇ２，２０４Ｇ２，３０４Ｇ２ …駆動ギア
１０４ａ，１０５ａ，１０６ａ，１０７ａ，２０４ａ，２０５ａ，２０６ａ，２０７ａ，３０４ａ，３０５ａ，３０６ａ，３０７ａ …ローラ軸
１０４ｂ，１０５ｂ，１０６ｂ，１０７ｂ，２０４ｂ，２０５ｂ，２０６ｂ，２０７ｂ，３０４ｂ，３０５ｂ，３０６ｂ，３０７ｂ …弾性ゴム
１０５，２０５，３０５ …第一下ローラ
１０６，２０６，３０６ …第二上ローラ
１０７，２０７，３０７ …第二下ローラ
１０８，２０８，３０８ …第二加圧バネ
１０９，２０９，３０９ …第一加圧バネ
１１０ …定着ローラ
１１１ …加圧ローラ
１１４，１１５，２１４，２１５，３１４，３１５ …搬送ガイド
１２３，１２４，１２５，１２６，１２７，１２８，１２９，２２３，２２４，２２５，２２６，２２７，２２８，２２９，３２３，３２４，３２５，３２６，３２７，３２８，３２９，１３０，２３０，３３０ …駆動伝達ギア
１３１，２３１，３３１ …トルクリミッタ
４００ …加湿装置
４０１，４０２ …加湿ローラ対
４０３，４０４ …かきとりローラ
４０７，４０８ …給水ローラ
４１１，４１２ …給水漕
４１４ …入口ガイド
５００ …プリンタ
５００Ｃ，９０１Ｃ …制御部
５０１，５０２ …ガイド
５０３ …入口ローラ対
５１０ …画像形成部
５１１ …感光体ドラム
５１２ …帯電ローラ
５１３ …レーザスキャナ
５１４ …現像器
５１５ …一次転写ローラ
５２０ …給送カセット
５２３ …レジストローラ対
５３１ …中間転写ベルト
５３５ …二次転写ローラ
５４０ …排出ローラ対
５６５ …排出トレイ
９００ …シート波打ち補正装置

Claims (7)

1. 第１のローラと第２のローラとを有し、第１のニップ部によりシートを挟持して搬送する第１のローラ対と、
   第３のローラと第４のローラとを有し、第２のニップ部により前記第１のローラ対により搬送されたシートを挟持して搬送する第２のローラ対と、
   前記第１のニップ部と前記第２のニップ部により挟持して搬送されるシートに、シートの搬送方向の張力を与えるための負荷手段と、を有し、
   前記第１のローラと前記第２のローラは硬度が異なり、前記第３のローラと前記第４のローラは硬度が異なることを特徴とするシート搬送装置。
2. 第１のローラと第２のローラとを有し、第１のニップ部によりシートを挟持して搬送する第１のローラ対と、
   第３のローラと第４のローラとを有し、第２のニップ部により前記第１のローラ対により搬送されたシートを挟持して搬送する第２のローラ対と、
   前記第１のニップ部と前記第２のニップ部により挟持して搬送されるシートに、シートの搬送方向の張力を与えるための負荷手段と、を有し、
   前記第３のローラと前記第４のローラは硬度が異なることを特徴とするシート搬送装置。
3. 前記負荷手段は、前記第１のローラに負荷を与えるものであり、
   前記第１のローラは前記第２のローラよりも硬いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシート搬送装置。
4. 前記第３のローラを回転させる駆動手段を有し、前記第４のローラは前記第３のローラに従動して回転するものであり、
   前記第３のローラは前記第４のローラよりも硬いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
5. 前記第１のニップ部及び前記第２のニップ部は、前記搬送方向と直交する幅方向において、搬送されるシートの中央部の領域に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
6. シートを加湿するための加湿手段を有し、前記加湿手段を前記第１のローラ対及び前記第２のローラ対のシート搬送方向の上流に配置することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
7. シートにトナー画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部で形成されたシート上のトナー画像を加熱してシートに定着する定着部と、
   前記定着部を通過したシートを搬送する請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のシート搬送装置と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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