JPH10181931A - ローラ及びシート搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分なニップを確保してシート搬送速度変化
量を小さくして高精度のシート搬送を行うことを可能と
するローラ及びこれを用いたシート搬送装置及び画像形
成装置を提供する。 【解決手段】 シートを搬送するためのローラにおい
て、ローラ回転半径方向よりもローラ回転周方向の弾性
係数が大きくなるよう構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシートを搬送する際
に、シートを高精度で搬送するためのローラ及びこれを
用いたシート搬送装置及び画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やレーザービームプリンタ等にお
いて紙等のシートの搬送には、鉄等の硬い材質のローラ
（以下「鉄ローラ」という）と鉄等の硬いローラ軸にゴ
ム等の柔らかい材質を巻いたローラ（以下「ゴムロー
ラ」という）の対を用いているのが一般的である。この
ローラ対の端部に荷重をかけて両ローラを押し付け、さ
らにローラの一方もしくは両方に回転力を加えて間に挟
まれたシートを搬送する。図４に前記ローラ対のモデル
を示す。50が鉄ローラであり、51がゴムローラである。

【０００３】ゴム等の柔らかい材質が用いられるのは、
ニップと呼ばれる両ローラ50，51の接触領域を確保する
ためである。このニップは、搬送力を伝えるためや、定
着ローラにおいてはシート材に熱と圧力を加えるために
必要である。そして正確な搬送や定着を行なうために
は、軸方向に対してニップの幅が均一であることが要求
される。

【０００４】しかし、ゴムは変形が大きく、そのために
ニップ内でのゴムの周方向歪みも大きくなるため変形前
の状態で設定した搬送速度より速い速度で送られてしま
う可能性がある。一方、前記ゴム厚を薄くすると、ニッ
プが減少してパックテンション等のローラ外から受ける
力の影響を受け易くなり、搬送精度が悪くなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、シート搬送の
際に、前記ゴムの変形量によって搬送速度が変わるメカ
ニズムについて更に詳しく検討してみる。

【０００６】図５は鉄ローラ50とゴムローラ51とでシー
ト52をニップして搬送する断面状態を示し、(a) はゴム
ローラ51が変形していない状態であり、 (b)はゴムロー
ラ51が変形した状態である。

【０００７】鉄ローラ50とゴムローラ51が押しつけられ
たとき、図５(b) に示すように、材質の硬度の差からシ
ート52はニップ内で鉄ローラ50に沿って曲げられ、ゴム
ローラ51が大きく変形してニップを形成する。

【０００８】このときのシート搬送量は、図６に示すよ
うに、ゴムローラ51を駆動ローラとして角速度ωで回転
させたとすると、ニップから十分はなれた表面変形のな
い位置ではωだけ回転したときにローラ表面はｄだけ動
き、ニップ内での変形が全くないとすると、シート52は
ローラ表面と同じｄだけ搬送される。

【０００９】しかし、ニップ内では、ゴムローラ51は圧
縮によって表面が引き伸ばされ、ωの回転に対してシー
トはｄ′（ｄ＜ｄ′）だけ送られる。よって、このゴム
ローラ51の変形によって、シートが接触するゴム表面の
伸びが大きいところほどシート52は増速して送られるこ
とになる。

【００１０】前記ゴム変形によってシート搬送速度が変
化してしまう不都合を是正するために、従来は速度セン
サを用いてシート搬送速度を制御したり、ゴムの変形量
を加味して駆動ローラの回転角速度を調整したりしてい
る。しかし、センサを用いる方式では部品点数が増加し
てコストアップを招き、また回転角速度の調整はゴム硬
度やローラ押しつけ力、シート厚等の要素に依存するた
めに調整が複雑になってしまう。

【００１１】本発明は上記点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、十分なニップを確保してシート搬送速
度変化量を小さくして高精度のシート搬送を行うことを
可能とするローラ及びこれを用いたシート搬送装置及び
画像形成装置を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、シートを搬送するため
のローラにおいて、ローラ回転半径方向よりもローラ回
転周方向の弾性係数が大きくなるよう構成したことを特
徴とする。

【００１３】上記構成にあっては、ローラをシートに圧
接したときに回転半径方向が変形して搬送に十分なニッ
プ幅を得たとしても、ローラ回転周方向の歪みは小さく
抑えられるため、搬送速度変化量は小さい。

【００１４】従って、このローラを用いて搬送手段を構
成した場合には、高精度のシート搬送を行うことができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に本発明の一実施形態に係るシ
ート搬送装置及びこれを用いた画像形成装置について図
面を参照して説明する。

【００１６】〔第１実施形態〕図１及び図２を参照して
第１実施形態について説明する。尚、図１は本発明に係
るシート搬送装置の模式説明図であり、図２はシート搬
送装置を用いた画像形成装置の概略説明図である。

【００１７】ここでは説明の順序として、まず図２を参
照してシート搬送装置を用いた画像形成装置の全体構成
について説明し、次に図１を参照してシート搬送装置の
構成をローラの構成を中心に説明する。

【００１８】｛画像形成装置の全体構成｝本実施形態に
係る画像形成装置（レーザービームプリンタ）Ａは、図
２に示すように、レーザースキャナー１から画像情報に
基づいた情報光をドラム形状の電子写真感光体へ照射し
て前記感光体に潜像を形成し、この潜像を現像してトナ
ー像を形成する。そして前記トナー像の形成と同期し
て、多数枚の記録シートＳを積層収納した着脱可能なカ
セット２から給送ローラ３で一枚ずつ分離給送し、シー
ト搬送装置となる搬送ローラ対４、レジストローラ対５
で搬送すると共に、ガイド板６でガイドして画像形成手
段へ搬送するように構成している。

【００１９】前記レジストローラ対５は画像形成動作に
同期するように記録シートＳを画像形成手段へ搬送す
る。本実施形態の画像形成手段は電子写真感光体である
感光体ドラム７や、図示しない一次帯電手段、現像手
段、クリーニング手段をカートリッジ化したプロセスカ
ートリッジＢを画像形成装置Ａに対して着脱可能して構
成している。そして、記録シートＳの搬送に同期して感
光体ドラム７を回転すると共に、その表面を帯電手段に
よって一様に帯電し、前記レーザースキャナー１からの
情報光を露光部を介して感光体ドラム７へ露光して潜像
を形成する。この潜像に応じて現像手段によって摩擦帯
電したトナーを転移させてトナー像を形成し、このトナ
ー像を転写手段である転写ローラ８に前記トナー像と逆
極性の電圧を印加して記録シートＳに転写して画像記録
するものである。尚、トナー像を転写した後に感光体ド
ラム７に残留したトナーはクリーニング手段によって除
去する。

【００２０】前記画像形成手段で画像が形成された記録
シートＳは搬送ベルト９及びガイド板10で定着手段11へ
搬送され、該定着手段11において熱及び圧力が印加され
て記録シートＳに転写されたトナー像が定着される。

【００２１】そして、画像が定着された記録シートＳを
排出ローラ対12，13及びガイド部材14によって装置上部
に形成された排出部15へ排出する如く構成している。

【００２２】｛シート搬送装置及びローラの構成｝次に
記録シートＳを搬送する搬送装置及びローラの構成につ
いて図１を参照して説明する。

【００２３】シート搬送装置は搬送ローラ対４、或いは
レジストローラ対５等のローラ対を回転させることによ
り、シートＳをローラ対で挟持搬送するものである。こ
こで、前記ローラ対の構成について、レジストローラ対
５を例示して説明する。

【００２４】レジストローラ対５は、図１に示すよう
に、ローラ軸20ａに鉄、プラスチック等からなる硬度の
高いローラ部20ｂを有する第一ローラ20と、ローラ軸21
ａに前記ローラ部20ｂよりも硬度の低いゴム等からなる
ローラ部21ｂを有する第二ローラ21とからなる。

【００２５】前記第一ローラ20のローラ軸20ａ両端をバ
ネ等によって力Ｆで付勢し、第一ローラ20を第二ローラ
21へ押圧することによって両ローラ間にニップを形成し
ている。そして、前記第二ローラ21のローラ軸端部に取
り付けたギア（図示せず）に駆動力を伝達することによ
って第二ローラ21を駆動回転させると共に、第一ローラ
20を従動回転させてシートを挟持搬送するものである。

【００２６】ここで、前記第二ローラ21はローラ部21ｂ
の内部に固い材質のワイヤー22を埋め込んでいる。この
ワイヤー22は複数の円形ワイヤー22ａをローラ軸方向へ
並べると共に、相互の円形ワイヤー22ａを軸方向ワイヤ
ー22ｂで連結して構成してある。これにより、第二ロー
ラ21はローラ回転半径方向よりもローラ回転周方向の弾
性係数が大きくなっている。

【００２７】このため、ニップ圧力によって第二ローラ
21がローラ半径方向に押圧されると、ローラ部21ｂは変
形して第一ローラ20との間にシート搬送に十分なニップ
を形成する。これは、ワイヤー22を埋め込んでもローラ
半径方向の強度はあまり大きくならないためである。

【００２８】一方、前記変形の際に第二ローラ21は回転
周方向にも歪もうとするが、ワイヤー22の張力により、
該ワイヤー22がない場合に比較して歪みが小さく抑えら
れる。その結果、回転周方向の歪みに起因する搬送速度
変化が小さく抑えられ、高精度のシート搬送が可能とな
る。

【００２９】従って、前記ローラ対によるシート搬送装
置を用いれば、シート搬送に乱れがなく、高品位の画像
を得ることができるものである。

【００３０】〔第２実施形態〕前述した実施形態では第
二ローラ21の内部にワイヤー22を埋め込んだ例を示した
が、図３に示すように、ローラ部21ｂを異方性のある材
質で構成してもよい。

【００３１】異方性のある材質としては、例えばガラス
繊維、炭素繊維、配向ゴム等が好適に用いられる。

【００３２】ローラ21を上記材質で構成すると、ローラ
回転半径方向よりもローラ回転周方向の弾性係数が大き
くなり、前述した第１実施形態と同様の効果を得ること
ができる。

【００３３】〔他の実施形態〕前述した実施形態では、
レジストローラ対５の第１のローラをプラスチックで構
成し、第２のローラをゴムで構成した例を示したが、ロ
ーラの材質はこれに限定されるものでなく、第１のロー
ラに対して第２のローラの硬度が低い関係を有するもの
であればよい。

【００３４】また、前述した実施形態では、レジストロ
ーラ対５を例示してローラ及びシート搬送装置の構成に
ついて説明したが、搬送ローラ対４や排出ローラ対12，
13等のローラ対のローラに適用することによって同様の
効果を得ることができる。

【００３５】更に、前述した実施形態ではシート搬送装
置として、記録シートを搬送する画像形成装置に適用し
た例を示したが、シートとして原稿を搬送する原稿読取
装置等にあっても好適に適用し得ることは明らかであ
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明は前述のようにローラを構成した
ために、ローラをシートに圧接したときに回転半径方向
が変形して搬送に十分なニップ幅を得たとしても、ロー
ラ回転周方向の歪みは小さく抑えられるため、搬送速度
変化量は小さい。

【００３７】従って、このローラを用いてシート搬送装
置、或いは画像形成装置を構成した場合には、高精度の
シート搬送を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシート搬送装置の模式説明図であ
る。

【図２】シート搬送装置を用いた画像形成装置の概略説
明図である。

【図３】ローラを異方性のある材質で構成した実施形態
の説明図である。

【図４】ローラ対の説明図である。

【図５】ローラ対によってシートを挟持したときのニッ
プ状態の説明図である。

【図６】ニップ幅の相違によるシート搬送量の変化を示
す説明図である。

【符号の説明】

Ａ …画像形成装置 Ｂ …プロセスカートリッジ Ｓ …記録シート １ …レーザースキャナー ２ …カセット ３ …給送ローラ ４ …搬送ローラ対 ５ …レジストローラ対 ６ …ガイド板 ７ …感光体ドラム ９ …搬送ベルト 10 …ガイド板 11 …定着手段 12 …排出ローラ対 13 …排出ローラ対 14 …ガイド部材 15 …排出部 20 …第一ローラ 20ａ …ローラ軸 20ｂ …ローラ部 21 …第二ローラ 21ａ …ローラ軸 21ｂ …ローラ部 22 …ワイヤー 22ａ …円形ワイヤー 22ｂ …軸方向ワイヤー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートを搬送するためのローラにおい
   て、 ローラ回転半径方向よりもローラ回転周方向の弾性係数
   が大きくなるよう構成したことを特徴とするローラ。
2. 【請求項２】 ローラ内にワイヤーを組み込んで構成し
   たことを特徴とする請求項１記載のローラ
3. 【請求項３】 ローラ回転半径方向とローラ回転周方向
   で弾性係数が異なる異方性材料で構成したことを特徴と
   する請求項１記載のローラ。
4. 【請求項４】 圧接したローラ対を回転させてシートを
   搬送するシート搬送装置において、 第１のローラと、 前記第１のローラよりも硬度の低いローラ部を有する第
   ２のローラと、 を有し、 前記第２のローラを請求項１乃至請求項３のいずれか１
   項記載のローラで構成したことを特徴とするシート搬送
   装置。
5. 【請求項５】 シートを搬送して画像を形成する画像形
   成装置において、 シートを搬送するための請求項４記載のシート搬送装置
   と、 搬送されるシートに画像を形成する画像形成手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。