(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状に形成され、循環動作することにより用紙を搬送する搬送ベルトを備え、
該搬送ベルトは、該搬送ベルトから用紙が分離される分離位置における用紙の通過領域の内側に、該搬送ベルトの外側方向への凸部が形成されたことを特徴とする用紙搬送装置。
【請求項２】
前記搬送ベルトの凸部は、高さが０．２ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の用紙搬送装置。
【請求項３】
前記搬送ベルトの凸部は、前記分離位置を通過する用紙の幅方向略中央部に対応する位置に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の用紙搬送装置。
【請求項４】
全幅に亘って同一径の円形断面を有し、前記分離位置に対応する位置に該搬送ベルトが巻き掛けられて配設されたローラを備え、
前記ローラには、前記分離位置における用紙の通過領域の内側に、全周にわたって凸条が形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の用紙搬送装置。
【請求項５】
前記ローラの凸条は、その高さが、０．３ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の用紙搬送装置。
【請求項６】
前記ローラの凸条は、その幅が、３ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の用紙搬送装置。
【請求項７】
前記搬送ベルトの内側に、該搬送ベルトによって搬送される用紙に対して、該搬送ベルトを介して転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段が配設されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の用紙搬送装置。
【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、ファクシミリ装置、スキャナー装置およびプリンタ等において、原稿や転写紙等の用紙を搬送する用紙搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機等に用いられる用紙搬送装置では、用紙に搬送力を与える手段として、用紙の搬送経路上に、複数のローラ間に巻き掛けられた無端状の搬送ベルトが用いられる場合がある。このような搬送ベルトは、通常、搬送ベルトが巻き掛けられる最も下流側のローラに対応する位置を分離位置として、この下流側のローラの曲率に沿って搬送ベルトを用紙の搬送経路から離反させることにより、搬送ベルトから用紙を曲率分離するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような搬送ベルトでは、薄手の用紙など、いわゆるコシが弱い用紙は、前記曲率分離作用が十分に得られず、前記分離位置から搬送ベルトに付着して巻き込まれてしまい、搬送経路から外れてジャム等を生じてしまう場合があった。
【０００４】
特に、用紙や搬送ベルトが電荷を帯びている場合には、用紙が搬送ベルトに静電吸着して分離しにくくなる。たとえば、搬送ベルトの内側に転写ローラ等が配設され、当該搬送ベルトを介して用紙に転写バイアス等が印加される場合には、用紙および搬送ベルトが転写バイアスやその除電のために電荷を帯びやすいことから、用紙が搬送ベルトに静電吸着して、上記不具合が生じやすい。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成でありながら、所定の分離位置で用紙を搬送ベルトから確実に分離させることのできる用紙搬送装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる用紙搬送装置は、無端状に形成され、循環動作することにより用紙を搬送する搬送ベルトを備え、該搬送ベルトは、少なくとも該搬送ベルトから用紙が分離される分離位置における用紙の通過領域の内側に、該搬送ベルトの外側方向への凸部が形成されたことを特徴とするものである。
【０００７】
このような構成によれば、搬送ベルトから用紙が分離される分離位置において該搬送ベルトの外側方向への凸部が形成されているため、該分離位置を通過する用紙には、搬送ベルトの凸部に対応して微小なたわみが形成され、これによって搬送方向についての強いコシが与えられる。したがって、当該分離位置において用紙を搬送ベルトから確実に曲率分離させることができる。
【０００８】
このような搬送ベルトの凸部は、高さが０．２ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることが望ましい。特に、０．４ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることが好適である。このようにすれば、後述する実験結果から明らかなように、確実に高い用紙分離性を得ることができる。
【０００９】
前記搬送ベルトの凸部は、前記分離位置を通過する用紙の幅方向略中央部に対応する位置に形成されていることが望ましい。
【００１０】
このようにすれば、前記凸部によって分離位置を通過する用紙に生じる微小なたわみが用紙の幅方向について略対称になるため、前記分離位置より搬送方向下流側において用紙と搬送経路とが接触等しても、斜め搬送等を生じることなく、適切な搬送状態を得ることができる。
【００１１】
また、前記搬送ベルトに凸部を形成する具体的な構成としては、全幅に亘って同一径の円形断面を有し、前記分離位置に対応する位置に前記搬送ベルトが巻き掛けられて配設されたローラを備え、前記ローラには、前記分離位置における用紙の通過領域の内側に、全周にわたって凸条が形成されたことが望ましい。
【００１２】
このようにすれば、分離位置において、上記凸条が形成されたローラに巻き掛けられる搬送ベルトに凸部を形成することができ、これによって、分離位置を通過する用紙に微小なたわみを形成して、搬送方向について強いコシが与え、当該分離位置において用紙を搬送ベルトから確実に曲率分離させることができる。
【００１３】
また、前記ローラの凸条は、その高さが、０．３ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることが望ましい。このようにすれば、後述する実験結果から明らかなように、分離位置を通過する用紙に曲率分離を促進するために必要なたわみを確実に生じさせることができ、これにより、曲率分離を促す作用が十分に得られる。特に、前記ローラの凸条の高さは、０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが望ましい。なお、前記ローラの凸条の高さが不十分であると、分離位置を通過する用紙にたわみを生じさせることができず、十分な用紙分離を促す作用が得られない。一方、凸条の高さが過大であると、この凸条に対応する搬送ベルト部分に過大な曲げ応力が作用し、シワの発生や寿命の低下を招くという不都合がある。
【００１４】
また、前記ローラの凸条の幅は、過度に狭いと凸条が搬送ベルトによって吸収されてしまう一方、過度に広いと用紙幅方向のたわみ幅が広くなりすぎて、用紙に十分なコシをつけることができなくなるとともに、分離位置の通過する用紙のたわみが必要以上に大きくなって分離位置より搬送方向の下流側でシワ等の発生原因となる場合がある。このため、後述する実験結果から明らかなように、前記ローラの凸条は、その幅が、３ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であることが望ましい。さらに、５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下であることが好適である。なお、前記ローラの凸条の幅が過小であると、該凸条が搬送ベルトの一部分に過大な曲げ応力を与えてしまい、寿命の低下を招くという不都合がある。
【００１５】
以上のようにして用紙分離を促す構成は、前記搬送ベルトの内側に、該搬送ベルトによって搬送される用紙に対して、該搬送ベルトを介して転写バイアスを印加する転写バイアス印加手段が配設されている場合に、特に好適に適用することができる。
【００１６】
すなわち、転写バイアス印加手段が内側に配設された搬送ベルト（いわゆる転写ベルト）では、搬送ベルトおよび該搬送ベルト上の用紙が転写バイアス等によって帯電して両者が静電吸着し、用紙分離が妨げられやすいが、このような搬送ベルトに凸部が形成されていれば、分離位置を通過する用紙に搬送方向についての強いコシを与えることができるため、前記静電吸着力に抗して、分離位置において用紙を搬送ベルトから確実に曲率分離させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本発明にかかる用紙搬送装置が適用された画像形成装置の概略構成を示している。この図に示すように、給紙トレイ１０上に載置された用紙Ｐは、前送りローラ１３によって正転する給紙ローラ１１および逆転する給紙コロ１２間のニップ部に送り込まれ、最上位置の１枚が分離されてレジストローラ対１４まで給送される。レジストローラ対１４は、用紙Ｐの先端を揃え、後述する感光体３０上に形成されるトナー像が転写位置Ｔに至るタイミングに合わせて、該用紙Ｐをこの転写位置Ｔに向かって送り込む。
【００１９】
前記感光体３０の周囲には、その回転方向に沿って順に、該感光体３０表面を所定電位に帯電させる帯電器３１、該感光体３０表面を選択的に露光して電位を低下させ、静電潜像を形成する露光器３２、該静電潜像をトナーで現像して感光体３０上にトナー像を形成する現像器３３、感光体３０上の該トナー像を用紙Ｐに転写する転写器４０、および感光体３０表面に残留するトナーを除去するクリーナー３４が配置されている。なお、この装置では、プラス帯電のトナーを用いて反転現像が行われるようになっている。
【００２０】
前記転写器４０は、駆動ローラ４１、従動ローラ４２、転写ローラ４３、支持ローラ４４，４５およびこれら各ローラに巻き掛けられた無端状の転写ベルト４６を備えている。前記転写ローラ４３には、感光体３０上のトナー像と逆極性（マイナス）の電位が印加され、転写ベルト４６を介して該転写ベルト４６上の転写位置Ｔに位置する用紙Ｐにチャージを与えて転写が行われるようになっている。また、転写ベルト４６は駆動ローラ４１によって循環駆動され、転写ベルト４６上の用紙をさらに搬送経路下流側に搬送する。なお、この転写器４０の構成については、後に詳述する。
【００２１】
転写位置Ｔにおいてトナー像が転写された用紙Ｐは、さらに加熱ローラ１５と加圧ローラ１６間に送り込まれてトナー像が定着された後、排出ローラ対１７によって排出トレイ１８上に排出される。なお、同図において２０は、用紙Ｐの搬送経路を示している。
【００２２】
次に、この実施形態における転写器４０について図１〜図３を参照しながら説明する。
【００２３】
上述したように、転写ベルト４６は、駆動ローラ４１、従動ローラ４２、転写ローラ４３、支持ローラ４４，４５に巻き掛けられており、駆動ローラ４１の回転動作によって循環動作し、用紙を搬送する搬送ベルトとして機能するようになっている。この転写ベルト４６は、厚さ０．６ｍｍのウレタンゴムで形成された無端状ベルトとして構成され、この装置が搬送する最大サイズの用紙（たとえばＡ３サイズ用紙）の全幅以上の一定幅を有している。
【００２４】
転写ローラ４３は、導電性を有する合成樹脂製のスポンジローラから構成されており、転写位置Ｔの下方で転写ベルト４６に弾性的に当接している。そして、図示しない電源から転写バイアスとして、トナーと逆極性のマイナス電位が−４５〜５０μＡ程度の定電流制御で印加され、転写位置Ｔに位置する用紙Ｐにチャージを与えるようになっている。
【００２５】
従動ローラ４２は、転写位置Ｔより用紙搬送方向の上流側下方に配設され、巻き掛けられた転写ベルト４６に所定のテンションを与えながら、転写ベルト４６の循環動作に応じて従動回転するようになっている。
【００２６】
支持ローラ４４，４５は、転写位置Ｔの上流側および下流側に配設され、転写位置Ｔ近傍において転写ベルト４６を支持し、転写ベルト４６と感光体３０との接触状態を一定に保持するようになっている。
【００２７】
駆動ローラ４１は、転写ベルト４６による用紙Ｐの搬送経路部分の最も下流側、すなわち、転写ベルト４６から用紙Ｐが分離される分離位置Ｓに対応する位置に配設され、上述したように、図示しない駆動手段によって回転駆動されることで、巻き掛けられた転写ベルト４６を循環駆動するようになっている。この駆動ローラ４１は、直径１７．４５ｍｍの導電性を有する金属（たとえばアルミニウム合金）によって、転写ベルト４６が巻き掛けられる略全幅に亘って同一径の円形断面を有する丸棒部材として構成されている。
【００２８】
そして、この駆動ローラ４１には、分離位置Ｓの用紙Ｐの幅方向略中央部に対応する位置に、駆動ローラ４１の全周に亘って凸条４１２が形成されている。この凸条４１２は、幅Ｌ＝５ｍｍ、最頂部の高さＨ＝０．７ｍｍの略台形状断面の凸部として形成されている。この凸条４１２により、転写ベルト４６は、分離位置Ｓの幅方向略中央位置において、外側方向に突出するように、約０．６ｍｍ程度のわずかな凸部が形成されるようになっている。
【００２９】
このような転写器４０では、転写ベルト４６が転写位置Ｔに用紙がないときに感光体３０に付着しているトナーを拾ったり、あるいは未定着のトナーが付着した用紙を搬送するためトナーが飛散し、そのトナーが付着する場合があるが、転写ベルト４６にトナーが付着すると、後続の用紙Ｐに裏汚れを発生させる要因となる。そこで、この転写器４０には、転写ベルト４６に付着したトナーを除去するクリーニング装置５０が並設されている。
【００３０】
このクリーニング装置５０は、前記駆動ローラ４１にトナーと同極性（プラス）のトナー除去バイアスを印加する電源５１と、接地されたファーブラシ５２とを有しており、前記電源５１が駆動ローラ４１に２０μＡ程度のトナー除去バイアスを印加し、前記駆動ローラ４１とファーブラシ５２との間に１．５ＫＶ〜２．０ＫＶ程度の電位差を与えることで、転写ベルト４６からトナーを浮かせ、こうして浮かせたトナーを、図示しないモータによって転写ベルト４６と同一方向に回動される多数のポリエステル樹脂繊維から構成されたファーブラシ５２によって掻き落とすようになっている。
【００３１】
なお、ファーブラシ５２によって転写ベルト４６から掻き落とされたトナーはケーシング５３によってファーブラシ５２の下方に集められ、図示しないモータによって回転動作するオーガ５４によって図示しないトナー回収容器に回収されるようになっている。
【００３２】
以上のように構成された画像形成装置（用紙搬送装置）において、転写ベルト４６によって搬送される用紙Ｐは、転写位置Ｔにおいて転写ローラ４３から印加される転写バイアスにより、トナーと逆極性のマイナスに帯電する。一方、転写ベルト４６は、分離位置Ｓ近傍において、駆動ローラ４１に印加されるトナー除去バイアスによって、トナーと同極性のプラスに帯電する。したがって、この分離位置Ｓ近傍において、用紙Ｐと転写ベルト４６とは互いに逆極性に帯電し、用紙Ｐは転写ベルト４６に静電吸着され、両者が分離されにくい状態となっている。
【００３３】
しかし、この画像形成装置（用紙搬送装置）では、分離位置Ｓに対応する位置に配設された駆動ローラ４１の幅方向略中央位置に、全周に亘る凸条４１２が形成され、該凸条４１２によって、転写ベルト４６の外表面に外側方向への凸部が形成されるようになっているため、分離位置Ｓを通過する用紙Ｐは、図２に示すように、その幅方向略中央部分Ｂがわずかに上方にたわみ、これによって、搬送方向について強いコシを備えた状態となる。
【００３４】
したがって、紙厚が薄い用紙や、再生紙、湿気を含んだ紙など、もともとコシの弱い用紙であっても、上記たわみによって搬送方向についての強いコシが得られることで、静電吸着力に抗して、確実に分離位置Ｓにおいて転写ベルト４６から分離することができる。
【００３５】
また、上記たわみは、用紙Ｐの幅方向略中央部分Ｂに形成されるため、分離位置Ｓを通過した用紙Ｐが搬送方向下流側において搬送経路と接触しても、斜め搬送等を生じることなく、適切な搬送状態を得ることができる。
【００３６】
また、用紙Ｐの分離性能を高めるために、駆動ローラ４１に凸条４１２を設けているため、凹状の溝部等を設ける場合と比較して、転写ベルト（搬送ベルト）４６にたわみを形成しやすく、これによってより確実に曲率分離を促すことができる。
【００３７】
次に、凸条４１２の幅Ｌおよび高さＨを適宜変更した実験により得られた、凸条４１２の大きさと用紙分離性等の関係について説明する。
【００３８】
【表１】
0003559491.tif 000002
【００３９】
表１は、凸条４１２の幅Ｌを種々変更した場合の結果である。なお、凸条４１２の高さＨは１ｍｍで一定とした。駆動ローラ４１は、鉄系材料により直径１７．４５ｍｍの丸棒材として２０μＡのトナー除去バイアスを印加した。転写ベルト４６は厚さ０．６ｍｍのウレタンゴムから構成した。
【００４０】
この表１に示す実験結果によれば、凸条４１２の幅Ｌは、２０ｍｍを越えると、十分な用紙の分離性が得られない上、転写ベルト４６に駆動力を与えている駆動ローラ４１の実質的な外径が大きくなり、転写ベルト４６の搬送速度が不安定になる。さらに分離位置Ｓを通過した用紙Ｐに弛みが生じて、定着工程によってシワが形成された。
【００４１】
一方、凸条４１２の幅Ｌは、１ｍｍだと、転写ベルト４６によって凸条４１２が吸収されてしまい、転写ベルト４６表面に凸部を生じなくなるとともに、該凸条４１２に対応する転写ベルト４６の裏面部分に応力集中が発生して傷が発生した。なお、凸条４１２の幅Ｌが３ｍｍの場合、転写ベルト４６に０．５ｍｍの凸部（膨らみ）が形成され、不十分ながら用紙の分離性向上が確認された。なお、表１において、ベルト面上の凸部高さは、循環動作中の転写ベルト４６に認められる膨らみの平均的な高さを示している。後述する表２も同様である。
【００４２】
この実験結果から、凸条４１２の幅Ｌは、３ｍｍ以上、２０ｍｍ以下が用紙分離性の向上が認められる好適な範囲であり、特に５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下が特に優れた用紙分離性が認められる最適な範囲であるといえる。また、凸条４１２は、転写ベルト４６に凸部を形成することのできる幅を有することが望ましいといえる。
【００４３】
【表２】
0003559491.tif 000003
【００４４】
表２は、凸条４１２の高さＨを種々変更した場合の結果である。なお、凸条４１２の幅Ｌは、５ｍｍで一定とした。駆動ローラ４１および転写ベルト４６の条件は上記表１の場合と同様である。
【００４５】
この表２に示す実験結果によれば、凸条４１２の高さＨは、０．１ｍｍ以下では、ベルト面上に凸部は形成されず、用紙分離性への効果が得られないことが判明した。これは、転写ベルト４６の厚みが０．６ｍｍであるため、この厚みより過度に低い凸条４１２は、転写ベルト４６の弾性変形によって吸収されてしまうためであると考えられる。ただし、０．３ｍｍの場合には、ベルト面上に０．２ｍｍの凸部が形成され、不十分ながら用紙分離性の向上が認められた。さらに、０．５ｍｍの場合には、ベルト面上に０．４ｍｍの凸部が形成され、十分な用紙分離性の向上が認められた。
【００４６】
一方、凸条４１２の高さＨが、２ｍｍ以上の場合、十分な用紙分離性が得られるものの、転写ベルト４６表面にシワが形成され、さらに用紙Ｐにもシワが転写された。１．５ｍｍの場合には、転写ベルト４６表面にわずかなシワが形成されたが、用紙Ｐに転写されることはなかった。
【００４７】
この実験結果から、凸条４１２の高さＨの下限値は、０．３ｍｍ以上であることが用紙分離性の向上を得るために望ましい条件であるといえる。さらに、十分な用紙分離性の向上を得るためには、０．５ｍｍ以上であることがより望ましいといえる。また、転写ベルト４６の凸部（膨らみ）は、高さが０．２ｍｍ以上が好ましく、さらに０．４ｍｍ以上であることがより好ましいといえる。
【００４８】
一方、凸条４１２の高さＨの上限値は、２ｍｍであることが用紙Ｐにシワを発生させないために望ましい条件であるといえる。さらに、１．５ｍｍ以下であることがより望ましい。また、転写ベルト４６の凸部（膨らみ）もまた、２ｍｍ以下であることが望ましい条件である。
【００４９】
以上、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明にかかる用紙搬送装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように構成してもよい。
【００５０】
（１）上記実施形態では、曲率分離を促す搬送ベルトとして、転写ローラが配設された転写ベルトを対象としたが、本発明は、循環動作することによって用紙を搬送する搬送ベルトであれば、給紙部の給紙ベルトなど他の搬送ベルトに適用してもよい。
【００５１】
（２）上記実施形態では、分離位置Ｓに対応する位置に配設され、凸条４１２が設けられるローラを搬送ベルト（転写ベルト４６）を駆動する駆動ローラ４１としたが、当該ローラは、搬送ベルトを駆動する駆動ローラでなくともよい。
【００５２】
（３）上記実施形態では、搬送ベルト（転写ベルト４６）からトナーを除去するべく、凸条４１２が設けられるローラ（駆動ローラ４１）にプラスの電位を与えるように構成したが、本発明は、当該ローラにこのような電位を与える構成に限定されない。
【００５３】
（４）上記実施形態では、本発明にかかる用紙搬送装置を、複写機、ファクシミリ装置やプリンタ等の画像形成装置に適用したが、複写機、ファクシミリ装置やスキャナー装置等の画像読取装置に適用してもよい。
【００５４】
（５）上記実施形態では、搬送ベルト（転写ベルト４６）が巻き掛けられるローラ（駆動ローラ４１）に凸条４１２を形成することによって搬送ベルトに凸部を形成したが、搬送ベルトに凸部を形成できれば、上記実施形態に限定されない。たとえば、搬送ベルト自体の厚みを用紙搬送方向に直交する幅方向に変化させることにより、搬送ベルトの表面側に凸部を形成する構成としてもよい。ただし、上記実施形態のように、内側に転写ローラが配設される転写ベルトにおいては、用紙に対して幅方向に均一な転写バイアスを印加するため、転写ベルトは均一厚とし、該転写ベルトが巻き掛けられるローラ等の構成によって転写ベルトに凸部を形成することが望ましい。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明にかかる用紙搬送装置によれば、搬送ベルトから用紙が分離される分離位置において該搬送ベルトの外側方向への凸部が形成されているため、該分離位置を通過する用紙には、搬送ベルトの凸部に対応して微小なたわみが形成され、これによって搬送方向についての強いコシが与えられる。したがって、当該分離位置において用紙を搬送ベルトから確実に曲率分離させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる用紙搬送装置を適用した画像形成装置の一実施形態を示す概略図である。
【図２】転写器の概略斜視図である。
【図３】駆動ローラ近傍部分の平面図である。
【符号の説明】
４０  転写器
４１  駆動ローラ
４１２  凸条
４３  転写ローラ
４６  転写ベルト
Ｐ  用紙
Ｔ  転写位置
Ｓ  分離位置
【図１】
0003559491.tif 000004
【図２】
0003559491.tif 000005
【図３】
0003559491.tif 000006