JPH1120976A - シート搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で、ニップ幅を確保しつつローラ
表面の外周接線方向のゴム歪み量を少なくすることので
きるシート搬送装置を提供する。 【解決手段】 シートを搬送するよう圧接したローラ対
１Ａの一方のローラ１の表層部１ａを２種類以上のゴム
を使った同心円状ゴム層で構成する一方、表層部１ａの
表層となるゴム層３の厚みを下層のゴム層４の厚みより
薄くすると共に、表層ゴム層３のゴム硬度を下層ゴム層
４のゴム硬度よりも高くすることにより、ニップ幅を確
保しつつ、ローラ表面の外周接線方向のゴム歪み量を少
なくするようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザー
ビームプリンタ等の画像形成装置に設けられ、紙等のシ
ートを搬送するためのローラ対を備えたシート搬送装置
に関し、特にローラの構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の複写機、レーザービームプリンタ
等の画像形成装置においては、紙等の搬送材（以下シー
トという）を搬送するためローラ対を備えたシート搬送
装置を設けている。そして、このような搬送ローラ対と
しては、少なくとも一方のローラを、金属等の硬度の高
い軸（以下芯金と呼ぶ）と、この芯金の回りに円筒形の
ゴム等の硬度の低い材料を装着して形成される表層部と
により構成し、このローラと他方のローラとを互いに圧
接させて両ローラ間に生ずる接触領域（ニップ領域と呼
ぶ）にシートを挟んで搬送を行っているものがある。

【０００３】ここで、これら両ローラはバネ等により軸
端部に加えられる押し付け圧力により生じるゴムの変形
によりニップ領城を形成するが、この際図７に示すよう
に、ゴムローラ６の表面はローラ外周接線方向に引き伸
ばされている、すなわち引っ張りの歪みを持つようにな
る。なお、同図において、６ａはゴムローラ６の芯金、
７はゴムローラ６に圧接するハードローラ、８はゴムロ
ーラ６のゴムの変形を表わす線である。

【０００４】ところで、このローラ外周接線方向のゴム
歪みが、搬送速度を変化させる大きな要因になってい
る。具体的には、バックテンション等の紙ヘの力を無視
すれば、ローラ外周接線方向のゴム歪み量と同じパーセ
ンテージだけ紙の搬送速度は早くなる。

【０００５】一方、ゴムローラ６の芯金６ａはこの押し
付け荷重により撓みを生じる。そして、このように芯金
６ａが撓むと、この撓みにより芯金６ａの軸方向端部は
中央部に比べてより接近するようになり、これにより端
部ニップ領城は中央部ニップ領域に比べてより大きくな
り、それに伴いローラ外周接線方向ゴム歪みも、端部の
方が中央部よりも大きくなる。

【０００６】そして、この状態において、ギア浮上力等
の影響により芯金両端の押し付け荷重に左右で不均一性
が生ずると、ニップ幅及びローラ外周接線方向のゴム歪
みは軸方向で不均一になり、これがシートのスキューの
原因となる。また、ローラ外周接線方向のゴム歪み、あ
るいは歪みの軸方向不均一性は、シートの面内方向に複
雑な力を加え、結果として定着ローラ等で起きる紙皺の
原因となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、従来のシート
搬送装置においては、芯金の曲げ剛性を高めて軸撓み量
を少なくすることによってニップ幅の軸方向不均一性を
軽減したり、左右のバネ圧をギア浮上力を考慮して均一
になる様に微調整してニップ幅の左右不均一性を小さく
し、これにより平行度の狂い等の搬送上問題点を解決し
ていた。

【０００８】また例えば特公平６−２５３７号公報に示
されるように、レジストローラにタイコ状のローラを用
いると共に、感光ドラムとレジストローラとの間に設置
された転写前ローラにローラ中央部の径よりも端部の径
の方が大きい逆タイコ型のローラを用いて、皺寄りを防
止する様な構造が提案されている。

【０００９】しかし、このような方策等をとった場合に
は、調整の手間を要したり、構造が複雑となるという問
題点が新たに生じするようになる。

【００１０】そこで、本発明はこのような現状を鑑みて
なされたものであり、簡単な構造で、ニップ幅を確保し
つつローラ外周接線方向のゴム歪み量を少なくすること
のできるシート搬送装置を提供することを目的とするも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、シートを搬送
するよう圧接したローラ対を備えると共に、少なくとも
前記ローラ対の一方のローラを金属等の硬度の高い軸
と、この軸の回りに装着されるゴム等の硬度の低い材料
にて形成される表層部とにより構成したシート搬送装置
において、前記表層部を２種類以上のゴムを使った同心
円状ゴム層で構成し、該表層部の表層となるゴム層の厚
みを下層のゴム層の厚みより薄くすると共に、表層ゴム
層のゴム硬度を下層ゴム層のゴム硬度よりも高くしたこ
とを特徴とするものである。

【００１２】また本発明は、前記表層ゴムとして、ゴム
硬度がＪＩＳ−Ａ硬度５０度以上ゴム厚が１ｍｍ以下の
ゴムを用い、前記下層ゴムとしてＪＩＳ−Ａ硬度５０度
以下の硬度を持つゴムを用いることを特徴とするもので
ある。

【００１３】また本発明は、シートを搬送するよう圧接
したローラ対を備えると共に、少なくとも前記ローラ対
の一方のローラを金属等の硬度の高い軸と、この軸の回
りに装着されるゴム等の硬度の低い材料にて形成される
表層部とにより構成したシート搬送装置において、前記
表層部をゴムにて形成すると共に、前記ゴムの硬度を該
表層部の表面に近い方が高く、前記軸に近い方が低くな
るようにしたことを特徴とするものである。

【００１４】また本発明のように、シートを搬送するよ
う圧接したローラ対の一方のローラの表層部を２種類以
上のゴムを使った同心円状ゴム層で構成する一方、表層
部の表層となるゴム層の厚みを下層のゴム層の厚みより
薄くすると共に、表層ゴム層のゴム硬度を下層ゴム層の
ゴム硬度よりも高くすることにより、ニップ幅を確保し
つつ、ローラ表面の外周接線方向のゴム歪み量を少なく
するようにする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１６】図１は、本発明の実施の形態に係るシート
搬送装置の搬送ローラ対を示す図であり、同図におい
て、１Ａは搬送ローラ対、１はローラ対１Ａの一方のロ
ーラであるゴムローラ、２はこのゴムローラ１に圧接す
る金属等剛性の高い材質を使ったハードローラであり、
本実施の形態において、両ローラ１，２の外径はφ１０
ｍｍとしている。また、５は芯金である。

【００１７】ところで、このゴムローラ１は、２種類以
上のゴムを使った２層以上の同心円状のゴム層、本実施
の形態においては、ゴム厚が薄くゴム硬度が高い表層ゴ
ム層３と、ゴム厚が厚くゴム硬度の低い下層ゴム層４と
の２層からなる表層部１ａを有している。なお、本実施
の形態において、表層ゴム層３として、ゴム硬度がＪＩ
Ｓ−Ａ硬度５０度以上ゴム厚が１ｍｍ以下のゴムを用
い、下層ゴム層４としてＪＩＳ−Ａ硬度５０度以下の硬
度を持つゴムを用いている。

【００１８】ところで、ローラ表面の外周接線方向のゴ
ム歪みは、既述したように搬送速度変化・スキュー・皺
寄りの主たる原因であるから、このゴム歪みを少なくす
れば良いが、搬送力や搬送安定性の関係からニップ幅は
ある程度以上確保しなければならない。しかし、従来の
ゴムローラ６（図７参照）の場合、所要のニップ幅を持
たせると、ローラ６，７同士が押し込まれた分だけゴム
の非圧縮性の性質からゴムはニップ内で外に逃げ、ロー
ラ表面の外周接線方向のゴム歪みが大きくなる。

【００１９】一方、本発明のように表層部１ａを、ゴム
厚が薄くゴム硬度が高い表層ゴム層３と、ゴム硬度が低
い下層ゴム層４により構成にすると、表層ゴム層３は薄
いため面外剛性がほとんどなく、ニップは主に下層ゴム
層４の変形に依存して形成されるようになる。

【００２０】そして、このように構成された表層部１ａ
は、両ローラ１，２との間に所定のニップ幅を持たせた
場合、下層ゴム層４は押し込まれた分、外に膨らむが、
表層ゴム層３は引っ張り荷重に対してあまり変形しない
のでゴムローラ１の表面では表層部１ａのローラ表面の
外周接線方向歪みは大きくならない。

【００２１】図２は、この様子を模式的に示した図であ
り、同図において、１４は変形前は直線だった形状が変
形後、ゴムがどの様な形になるかを表わした線で、実際
の変形状態を誇張してある。

【００２２】そして、この図から明らかなように、表層
部１ａを、ゴム厚が薄くゴム硬度が高い表層ゴム層３
と、ゴム厚が厚くゴム硬度が低い下層ゴム層４とにより
構成することにより、同等のニップを持つ場合でも、従
来のゴムローラ６に比べてローラ表面上の接線方向のゴ
ム歪みを格段に小さくできるので、搬送速度の変化を小
さく抑えることができる。

【００２３】また、芯金５の軸方向でのニップ幅の不均
一性がある場合でも、元々のローラ表面ゴム歪み量が小
さいため軸方向の歪み量は然程不均一にならず、スキュ
ーや紙皺を最小限に抑えることができる。

【００２４】次に、本実施の形態の第１実施例について
説明する。

【００２５】本実施例において、表層ゴム層３の厚みを
５０μｍ、ゴムの硬度を８５度とし、下層ゴム層４のゴ
ム厚を１．５ｍｍ、硬度２５度とした。

【００２６】図３は、芯金に垂直な断面内での接触圧力
の分布を、従来型ローラ６と本実施例のゴムローラ１と
で比較したグラフである。ただし、従来型ローラ６は一
層のゴムでゴム厚１．５ｍ、ゴム硬度４５度のものを用
いている。なお、本グラフは断面の右半分のみの接触圧
力を表わしており、グラフの横軸はローラ表面位置であ
り、縦軸が接触圧力である。

【００２７】そして、図中１５は、本実施例の接触圧力
分布、１６は従来型ローラを使った場合の接触圧力分布
を示している。ただし、本グラフに示した接触圧力を得
る為に要する押し付け力は、本実施例の場合は従来例の
場合に比べて半分程度となっている。

【００２８】図４は、同じく従来型と本実施例との押し
付け時のゴム表面の歪みを比較したグラフである。な
お、図中１７は、本実施例のゴム表面歪み分布、１８は
従来型ローラを使った場合のゴム表面歪み分布である。

【００２９】そして、図３、図４のグラフから分かるよ
うに、同一ニップ幅を得るための押し付け時の歪みは、
ニップ内で本実施例のゴムローラ１の方が、従来型ロー
ラ６に比べて圧倒的に小さくなっている。

【００３０】従って本実施例にかかるゴムローラ１を用
いれば、非常に小さいゴム表面歪み量で、ある程度のニ
ップ幅を形成でき、シート搬送の際の速度変化・スキュ
ー・紙皺等の問題を最低限に抑えることが可能となる。

【００３１】なお、これは表層部１ａを２層のゴム層
３，４にて形成した場合であるが、表層部１ａを３層以
上のゴム層にて形成した場合でも、表層ゴム層３とそれ
より下層のゴム層の間に、既述した様な関係、即ち、表
層ゴム層の厚みを下層ゴム層の厚みより薄くすると共
に、表層ゴム層のゴム硬度を下層ゴム層のゴム硬度より
も高くを保つようにすれば、同様な効果が得られる。

【００３２】次に、本実施の形態の第２実施例について
説明する。

【００３３】本実施例では、ゴムローラ１の表層ゴム層
３の硬度を第１実施例の８５度から７５度、６５度と変
化させた。そして、図５は、このように表層ゴム層３の
硬度を変化させた時の接触圧力分布を示すものである。

【００３４】なお、図中１９は、表層ゴム硬度が８５度
の場合の接触圧力、２０は表層ゴム硬度が７５度の場合
の接触圧力、２１は表層ゴム硬度が６５度の場合の接触
圧力、２２は実施例１で述べた従来例のローラを使った
時の接触圧力である。ただし、押し付け力はどの場合も
従来例の押し付け圧力と同一である。

【００３５】この結果から分かるように、表層ゴム層３
のゴム硬度を調節することで、ニップ内の圧力分布の形
状を調整することができる。また、表層ゴム層３のゴム
の厚みによっても同様の調整ができる。

【００３６】ところで、搬送ローラの一例である定着ロ
ーラでは、トナーを熱と圧力とによってシートに定着さ
せるが、ニップ内の圧力が低いと定着不良が起こること
からニップ内の圧力分布を効率的に制御する必要があ
る。

【００３７】一方、従来型ローラのニップ内圧力分布は
楕円型であるが、本実施例に係るローラの場合は、四角
形に近い分布をとることができる。従って、本ローラ１
の場合、ピーク圧力を定着に必要な圧力以上に設定すれ
ば、ニップ内のより広い区間で十分な圧力をシートとト
ナーに与えることができるようになり、より効率的な定
着ローラを設計することが可能である。すなわち、本発
明に係る構成の定着ローラを使用すれば、ニップ内での
圧力分布を、表層ゴムの厚みやゴム硬度によって自由に
調整することができる。

【００３８】次に、本実施の形態の第３実施例について
説明する。

【００３９】図６は本実施例に係るシート搬送装置の搬
送ローラ対の構成を示す図であり、同図において、１ｂ
はゴムにより形成された表層部であり、この表層部１ｂ
のゴムの硬度は、芯金５に近い部分と表面に近い部分で
異なっており、図では硬度の違いを表層部１ｂの点印の
濃度で模式的に表わしている。即ち、表層部１ｂの表面
に近い部分ではゴム硬度が高く、芯金５に近い部分では
ゴム硬度が低くなっている。

【００４０】そして、本実施例に示したような構成を持
つゴムローラ１を用いても、実施例１に述べたものと同
様な効果が得ることが可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、表
層ゴム層の厚みを下層ゴム層の厚みより薄くすると共
に、表層ゴム層のゴム硬度を下層ゴム層のゴム硬度より
も高くを保つようにするという簡単な構造で、ニップ形
成時のゴム表面周方向歪み量を低減でき、またローラ端
部に加わる押し付け力でローラの軸が撓んだりローラ端
部に加わる押し付け力のバランスが左右で崩れていて
も、ローラ軸方向でゴム表面歪みの変化を小さくでき
る。これにより、シート搬送の際、搬送速度変化・スキ
ェー・紙皺を最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るシート搬送装置の搬
送ローラ対を示す図。

【図２】上記搬送ローラ対におけるニップ領城近傍での
ゴムの変形状態を模式的に表わす図。

【図３】本実施の形態の第１実施例のローラと従来例の
ローラの接触圧力分布を表わす図表。

【図４】本実施の形態の第１実施例のローラと従来例の
ローラの、ゴム表面周方向歪み量の分布を表わす図表。

【図５】本実施の形態の第２実施例のローラで表層ゴム
の硬度を種々の値に取った時、接触圧力に及ぼす影響を
示した図。

【図６】本実施の形態の第３実施例に係る搬送ローラ対
の構成を表わす図。

【図７】従来のシート搬送装置の搬送ローラ対を示す
図。

【符号の説明】

１Ａ 搬送ローラ対 １，６ ゴムローラ １ａ 表層部 ２，７ ハードローラ ３ 表層ゴム層 ４ 下層ゴム層 ５，６ａ 芯金

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートを搬送するよう圧接したローラ対
   を備えると共に、少なくとも前記ローラ対の一方のロー
   ラを金属等の硬度の高い軸と、この軸の回りに装着され
   るゴム等の硬度の低い材料にて形成される表層部とによ
   り構成したシート搬送装置において、 前記表層部を２種類以上のゴムを使った同心円状ゴム層
   で構成し、該表層部の表層となるゴム層の厚みを下層の
   ゴム層の厚みより薄くすると共に、表層ゴム層のゴム硬
   度を下層ゴム層のゴム硬度よりも高くしたことを特徴と
   するシート搬送装置。
2. 【請求項２】 前記表層ゴムとして、ゴム硬度がＪＩＳ
   −Ａ硬度５０度以上ゴム厚が１ｍｍ以下のゴムを用い、
   前記下層ゴムとしてＪＩＳ−Ａ硬度５０度以下の硬度を
   持つゴムを用いることを特徴とする請求項１記載のシー
   ト搬送装置。
3. 【請求項３】 シートを搬送するよう圧接したローラ対
   を備えると共に、少なくとも前記ローラ対の一方のロー
   ラを金属等の硬度の高い軸と、この軸の回りに装着され
   るゴム等の硬度の低い材料にて形成される表層部とによ
   り構成したシート搬送装置において、 前記表層部をゴムにて形成すると共に、前記ゴムの硬度
   を該表層部の表面に近い方が高く、前記軸に近い方が低
   くなるようにしたことを特徴とするシート搬送装置。