(57)【要約】【課題】  搬送される２重用紙のしわを確実に防止する。【解決手段】  加熱ローラ３２と加圧ローラ３４とで２重用紙２８を圧接して搬送すると、２重用紙２８は、加熱ローラ３２の外周に沿い、加熱ローラ３２と等しい角スピードの円運動にて搬送される。搬送曲率半径は、加熱ローラ３２に近い側の用紙２８Ａより遠い側の用紙２８Ｂの方が大きく、両方の用紙とも角スピードが加熱ローラ３２に等しいので、加熱ローラ３２に近い側の用紙２８Ａより、遠い側の用紙２８Ｂの方が、搬送スピードが速くなる。しかし、ブレーキローラ４２により、所定の回転負荷を加圧ローラ３４へかけて、加圧ローラ３４の周速を遅くすることで、加熱ローラ３２から遠い側の用紙２８Ｂのスピードを遅くする負荷を与える。このため、２重用紙２８のスピードを略同一にできるので、２重用紙２８のズレをなくし、２重用紙２８のしわを防止する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動する駆動ローラと、該駆動ローラに従動する従動ローラとで用紙を圧接して搬送する用紙搬送装置において、
２重用紙を搬送する際に、前記従動ローラの周速を遅くすることにより、一方の用紙と他方の用紙との搬送スピードを略同一とするスピード調整手段を有することを特徴とする用紙搬送装置。
【請求項２】
前記スピード調整手段は、前記従動ローラの非通紙部の外周面に設けられ、前記駆動ローラの外周面に当接して、前記駆動ローラの駆動力を前記従動ローラへ直接伝達する伝達手段であることを特徴とする請求項１に記載の用紙搬送装置。
【請求項３】
前記スピード調整手段は、前記従動ローラへ所定の回転負荷を与えるブレーキであることを特徴とする請求項１に記載の用紙搬送装置。
【請求項４】
前記ブレーキは、前記従動ローラへ当接するブレーキローラであり、ブレーキローラの回転力によって発電する発電機を設けたこと特徴とする請求項３に記載の用紙搬送装置。
【請求項５】
前記駆動ローラは、加熱ローラであり、
前記従動ローラは、少なくとも前記加熱ローラより低硬度の弾性層を持つ加圧ローラであり、
前記用紙搬送装置は、定着装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の用紙搬送装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の用紙搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のローラで用紙を圧接して搬送する用紙搬送装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一対のローラで用紙を圧接して搬送する用紙搬送装置としては、駆動する加熱ローラと、加熱ローラに従動する加圧ローラとの１対のローラで構成される定着装置がある。この定着装置では、金属製の加熱ローラが、外周面に弾性層が形成された加圧ローラへくい込んで圧接する圧接部に用紙を通過させ、転写されたトナー像を用紙へ熱圧着することにより、トナー像を定着させながら用紙を搬送する。
【０００３】
このような定着装置で、封筒を搬送した場合、封筒に特有のしわが発生することが知られている。封筒は、少なくとも２枚の紙を重ね、外郭端部において２枚の紙同士を固定した構造を有しており、この上下の紙の間にずれが発生し、封筒の外郭端部において上下の紙のずれによって発生したひずみを解消できず、しわの発生に至る。封筒等の２重用紙における上下の紙の間のずれは、以下の原因により発生する。
【０００４】
圧接部では、２重用紙は、駆動する加熱ローラの外周に沿い、加熱ローラと等しい角スピードの円運動にて搬送される。圧接部における搬送曲率半径は、加熱ローラに近い側の用紙より遠い側の用紙の方が大きく、両方の用紙とも角スピードが加熱ローラに等しいので、加熱ローラに近い側より遠い側の用紙の方が、搬送スピードが速くなる。圧接部において発生する２重用紙の紙ずれの原因は、この搬送スピードの上下差による。
【０００５】
封筒のような２重用紙のしわを防止するため、加熱ローラの外被層に加圧ローラと同様の弾性体を用い、圧接部を形成させる際に、加熱ローラの外被層をも変形させて曲率の少ない圧接部を形成させる方法が知られている。しかし、この効果を得るには、加熱ローラの外被層の弾性体を通常の加熱ローラより極めて厚く、加圧ローラの弾性層に近い厚さにする必要がある。これにより、加熱ローラの熱抵抗が増加し熱効率が低下する。そのため、この方法は極低速の印刷では有効であるが、それより高い印刷スピードでは定着に必要なトナーへの投入熱が得られず、その結果、定着不良が発生するため実用に供することは難しい。このため、加熱ローラの加熱時間を稼ぐため、ローラを大径化して、溶融狭持する時間（所謂デュエルタイム）を延ばす必要があり、それに伴って装置の大型化を招くという問題が発生する。
【０００６】
また、加熱ローラだけでなく、加圧ローラにも駆動力を与え、用紙を搬送する定着装置が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００７】
定着装置で搬送される用紙の厚さは、通常約５０〜３００μｍ程度のばらつきがあり、上下用紙の搬送スピード差はこの厚さに比例して変化するため、加圧ローラも駆動させる定着装置で２重用紙を搬送した場合に、上下用紙の搬送スピードをなくすには、用紙の厚さによって加圧ローラの回転速度を変化させる必要がある。しかし、用紙の厚さは不明な場合が多いため、正確に加圧ローラの回転速度を設定できず、２重用紙にしわが発生する。
【特許文献１】特開平２ー２９１５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事実を考慮し、搬送される２重用紙のしわを確実に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る用紙搬送装置は、駆動する駆動ローラと、該駆動ローラに従動する従動ローラとで用紙を圧接して搬送する用紙搬送装置において、２重用紙を搬送する際に、前記従動ローラの周速を遅くすることにより、一方の用紙と他方の用紙との搬送スピードを略同一とするスピード調整手段を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成では、駆動ローラと従動ローラとで用紙を圧接して搬送する。２重用紙が圧接されて搬送されると、２重用紙は、駆動ローラの外周に沿い、駆動ローラと等しい角スピードの円運動にて搬送される。搬送曲率半径は、駆動ローラに近い側の用紙より遠い側の用紙の方が大きく、両方の用紙とも角スピードが駆動ローラに等しいので、駆動ローラに近い側より遠い側の用紙の方が、搬送スピードが速くなる。
【００１１】
しかし、請求項１の構成では、スピード調整手段が従動ローラの周速を遅くすることにより、従動ローラに接触する用紙、すなわち駆動ローラから遠い側の用紙（従動ローラに近い側の用紙）に、搬送スピードを遅くする負荷を与え、駆動ローラに近い側の用紙の搬送スピードと略同一とする。これにより、２重用紙のズレをなくし、しわを防止する。
【００１２】
本発明の請求項２に係る用紙搬送装置は、請求項１の構成において、前記スピード調整手段は、前記従動ローラの非通紙部の外周面に設けられ、前記駆動ローラの外周面に当接して、前記駆動ローラの駆動力を前記従動ローラへ直接伝達する伝達手段であることを特徴とする。
【００１３】
この構成では、従動ローラの非通紙部の外周面に設けられた伝達手段が、駆動ローラの外周面に当接して、駆動ローラの駆動力を従動ローラへ直接伝達する。
【００１４】
これにより、従動ローラの非通紙部は、駆動ローラの表面にならって回転するため、駆動ローラから遠い側の用紙（従動ローラに近い側の用紙）にならって回転する場合よりも、用紙の厚さ分周速が遅くなる。
【００１５】
２重用紙を介して回転する従動ローラの通紙部は、用紙の厚さ分曲率半径が小さくなるので、従動ローラの通紙部の周速は、従動ローラの非通紙部より、用紙の厚さ分さらに遅くなり、駆動ローラから遠い側の用紙のスピードを遅くする負荷を与えることができる。このため、２重用紙の搬送スピードを略同一にできるので、２重用紙のズレをなくし、２重用紙のしわを防止する。
【００１６】
また、２重用紙の厚さが厚くなるほど、２枚の用紙のスピード差は大きくなるが、従動ローラの通紙部の周速は、用紙が厚くなるほど曲率半径が小さくなるので周速が遅くなり、駆動ローラから遠い側の用紙のスピードが遅くする負荷を与える。このため、用紙の厚さに依存することなく、２重用紙のスピードを略同一にできる。
【００１７】
本発明の請求項３に係る用紙搬送装置は、請求項１の構成において、前記スピード調整手段は、前記従動ローラへ所定の回転負荷を与えるブレーキであることを特徴とする。
【００１８】
この構成では、ブレーキにより、所定の回転負荷が従動ローラにかかり、従動ローラの周速は、駆動ローラから遠い側の用紙のスピードに比べて遅くなり、駆動ローラから遠い側の用紙のスピードを遅くする負荷を与えることができる。このため、２重用紙のスピードを略同一にできるので、２重用紙のズレをなくし、２重用紙のしわを防止する。
【００１９】
本発明の請求項４に係る用紙搬送装置は、請求項３の構成において、前記ブレーキは、前記従動ローラへ当接するブレーキローラであり、ブレーキローラの回転力によって発電する発電機を設けたこと特徴とする。
【００２０】
この構成では、従動ローラへ当接するブレーキローラの回転力で発電機により発電する。この発電した電力を駆動ローラの電源として使用することより、ブレーキをかけることで損失したエネルギーを還元することができる。
【００２１】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の用紙搬送装置は、前記駆動ローラは、加熱ローラであり、前記従動ローラは、少なくとも前記加熱ローラより低硬度の弾性層を持つ加圧ローラである定着装置であってもよい。
【００２２】
また、本発明の請求項６に係る画像形成装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の用紙搬送装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、上記構成としたので、搬送される２重用紙のしわを確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明の用紙搬送装置に係る実施形態を図面に基づき説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明に係る第１実施形態を説明する。図１に示すように、第１実施形態に係る画像形成装置１０は、一方向（図１においてＡ方向）へ回転する感光体ドラム１２を備えている。感光体ドラム１２の外周には、回転方向上流側から帯電器１４、露光装置１６、現像装置１８、転写装置２０、除電用光源２２、及びクリーニング２４が順に配列されている。
【００２５】
感光体ドラム１２は回転しながら、帯電器１４によって帯電され、露光装置１６によって画像情報に応じた露光が行なわれて静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体ドラム１２の表面は、現像装置１８よってトナーが供給されることにより、トナーが帯電個所に付着して現像が行なわれ、これが転写装置２０に至って移動ベルト２６上を送られて来た２重用紙２８に転写される。転写後の感光体ドラム１２は、更に回転し、除電用光源２２の光を受けて残留帯電が無くなり、更にクリーニング２４でクリーニング処理される。このような処理が感光体ドラム１２の回転に伴って順次繰返される。転写装置２０を通過してトナー像が転写された２重用紙２８は、用紙搬送装置としての定着装置３０を通過し、転写トナーが融解定着される。
【００２６】
次に、定着装置３０について説明する。図２に示すように、定着装置３０は、駆動する加熱ローラ３２と、加熱ローラ３２に従動する加圧ローラ３４とで構成される。トナー像が転写された２重用紙２８は、加熱ローラ３２と加圧ローラ３４とが圧接する圧接部へ用紙ガイド３８で案内され、この圧接部でトナー像を２重用紙２８へ熱圧着することにより、トナー像を定着させながら２重用紙２８を搬送させ、剥離ガイド４０によって加熱ローラ３２から剥離される。
【００２７】
加熱ローラ３２は、外径３０ｍｍ、肉厚１ｍｍ、長さ３５０mmの鉄の中空ローラであり、その表面には離型層としてフッ素樹脂３２Ｂが約３０μｍの厚さで成形されている。この加熱ローラ３２の内部にはハロゲンランプ３２Ａが内蔵されており、加熱ローラ３２の表面温度を検知する検知手段（不図示）とハロゲンランプ３２Ａの発熱量を制御する制御手段（不図示）によって、加熱ローラ３２の表面温度を約１８０℃の温度にしている。また、加熱ローラ３２は、駆動源（不図示）によって、図２のＡ方向に回転駆動され、その周速は約２００ｍｍ/secとなっている。
【００２８】
加圧ローラ３４は、外径１５ｍｍ、長さ３５０ｍｍの鉄の軸心３４Ａを持ち、その周りに肉厚７．５ｍｍのシリコンゴム３４Ｂが成型されており、最外周部には離型層としてフッ素樹脂３４Ｃが約３０μｍの厚さで成型されている。ただし、この離型層は加圧ローラ３４の両端の非通紙部には被服されていない。
【００２９】
この加圧ローラ３４は、加熱ローラ３２へ４２ｋｇｆの力で加圧されており、加圧ローラ３４のシリコンゴム３４Ｂがこの荷重によって変形することによって約６ｍｍ幅のニップが得られる。このとき、加圧ローラ３４両端の非通紙部のシリコンゴム３４Ｂは、表面に露出し、常時に加熱ローラ３２へ直接圧接されている。なお、この加熱ローラ３２に直接圧接されているシリコンゴム３４Ｂが請求項２に記載の伝達手段に相当する。
【００３０】
次に、第１実施形態について作用を説明する。
【００３１】
第１実施形態に係る定着装置３０で、２重用紙２８が圧接されて搬送されると、２重用紙２８は、加熱ローラ３２の外周に沿い、加熱ローラ３２と等しい角スピードの円運動にて搬送される。搬送曲率半径は、加熱ローラ３２に近い側の用紙２８Ａより、加熱ローラ３２から遠い側の用紙２８Ｂの方が大きく、両方の用紙とも角スピードが加熱ローラ３２に等しいので、加熱ローラ３２に近い側２８Ａより加熱ローラ３２から遠い側の用紙２８Ｂの方が、搬送スピードが速くなる。
【００３２】
しかし、第１実施形態では、以下のように、加熱ローラ３２から遠い側の用紙２８Ｂのスピードを遅くする負荷を与え、２重用紙２８の搬送スピードを略同一する。
【００３３】
第１実施形態では、加圧ローラ３４の非通紙部の外周面に露出したシリコンゴム３４Ｂが、加熱ローラ３２の外周面に当接して、加熱ローラ３２の駆動力が加圧ローラ３４へ直接伝達する。
【００３４】
これにより、加圧ローラ３４の非通紙部は、加熱ローラ３２の表面にならって回転するため、加熱ローラ３２から遠い側の用紙（加圧ローラ３４に近い側の用紙）２８Ｂにならって回転する場合よりも、用紙の厚さ分周速（表面スピード）が遅くなる。
【００３５】
２重用紙２８を介して回転する加圧ローラ３４の通紙部は、用紙の厚さ分曲率半径が小さくなるので、加圧ローラ３４の通紙部の周速は、加圧ローラ３４の非通紙部の周速より、用紙の厚さ分さらに遅くなり、加熱ローラ３２から遠い側の用紙２８Ｂのスピードを遅くする負荷を与えることができる。このため、２重用紙２８の搬送スピードを略同一にできるので、２重用紙２８のズレをなくし、２重用紙２８のしわを防止する。
【００３６】
また、２重用紙２８の厚さが厚くなるほど、２枚の用紙２８Ａ、２８Ｂのスピード差は大きくなるが、加圧ローラ３４の通紙部の周速は、２重用紙２８が厚くなるほど曲率半径が小さくなるので周速が遅くなり、加熱ローラ３２から遠い側の用紙２８Ｂのスピードを遅くする負荷を与える。このため、２重用紙２８の厚さに依存することなく、２重用紙２８のスピードを略同一にできる。
【００３７】
また、第１実施形態の構成では、加熱ローラ３２から遠い側の用紙２８Ｂに負荷を与えために、別途、駆動源を必要としないため、エネルギー損失がなく、また、付属部品を必要としないため、部品点数が多くならない。
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。なお、画像形成装置の全体構成については、第１実施形態と同一であるので、説明を省略する。
【００３８】
まず、定着装置について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００３９】
図３に示すように、第２実施形態に係る定着装置３１は、加圧ローラ３４の表面に圧接するブレーキローラ４２を備えている。このブレーキローラ４２には、発電機４４が回転結合され、この発電機４４がブレーキローラ４２の回転を制動することにより、例えば、１３ｋｇｆ・ｃｍ程度の負荷トルクを加圧ローラ３４に与える。この発電機４４は、ブレーキローラ４２から付与される回転力によって発電し、発電した電力は、変換器（不図示）によって、所定の波形や電圧に変換され、第２実施形態に係る定着装置３１の駆動源の電力の一部や、定着装置３１が搭載される画像形成装置を駆動する電力の一部として使用することができる。これにより、加圧ローラ３４に回転負荷を与えたことによって発生する加熱ローラ３２の駆動源の負荷エネルギーは、その一部が還元される。
【００４０】
なお、ブレーキローラ４２は、加圧ローラ３４と離間できるように構成し、加熱ローラ３２と加圧ローラ３４で１枚の用紙を搬送する場合に、負荷トルクが加圧ローラ３４に働かないようにしてもよい。また、発電機４４に替えて、ブレーキローラ４２の回転を制動することにより、例えば、１３ｋｇｆ・ｃｍ程度の負荷トルクを加圧ローラ３４に与えるパウダブレーキを設けても良い。
【００４１】
次に、第２実施形態について作用を説明する。
【００４２】
第２実施形態に係る定着装置３１では、発電機４４で制動されたブレーキローラ４２により、加圧ローラ３４へ１３ｋｇｆ・ｃｍ程度の回転負荷トルクを与える。２重用紙２８を搬送した場合、加圧ローラ３４の周速は、加熱ローラ３２から遠い側の用紙２８Ｂのスピードに比べて遅くなり、加圧ローラから遠い側の用紙２８Ｂのスピードを遅くする負荷を与える。このため、２重用紙２８のスピードを略同一にでき、２重用紙２８のズレをなくす。
【００４３】
図４の表に示すように、第２実施形態の定着装置３１において、封筒を搬送した場合に、加圧ローラ３４に回転負荷をかけたときの上下用紙のずれ量を測定した。これによれば、加圧ローラ３４に徐々に負荷トルクをかけることによって用紙のずれが減り、ある領域（９〜１５ｋｇｆ・ｃｍ程度）で用紙ずれ量が無くなる。これは、通常の封筒は、４辺のうち３辺は接合されているために、少々のずれ量であればこの接合された３辺の強度によりずれが発生しないからである。
【００４４】
また、第２実施形態の定着装置３１において、接合されていない２重用紙２８を搬送した場合に、加圧ローラ３４へ１３ｋｇｆ・ｃｍ程度の回転負荷をかけたときは、上下用紙のずれが無くなった。
【００４５】
なお、上記の第１及び第２実施形態では、用紙搬送装置として定着装置について説明したが、これに限られず、トナーの定着機能を有さない用紙搬送装置であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略視図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る定着装置を示す図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係る定着装置を示す図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係る定着装置のおいて、封筒を搬送した場合に、加圧ローラに回転負荷をかけたときの上下用紙のずれ量を示す表である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  画像形成装置
３０、３１  定着装置
３２  加熱ローラ（駆動ローラ）
３４  加圧ローラ（従動ローラ）
３４Ｂ  シリコンゴム（伝達手段、スピード調整手段）
４２  ブレーキローラ（スピード調整手段）
４４  発電機（発電機）
【図１】
2006256708.tif 000003
【図２】
2006256708.tif 000004
【図３】
2006256708.tif 000005
【図４】
2006256708.tif 000006