(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で搬送中の用紙のしわの発生を防止した搬送装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】用紙Ｐを複数対の回転ローラで挟んで搬送する搬送装置であって、少なくとも一対の回転ローラ３、４を互いに交差させ、回転ローラ対３、４の両回転軸３ａ、４ａは、前記用紙Ｐの搬送方向Ｂ０に対してねじれの位置にあると共に、前記用紙Ｐに投影したときに前記搬送方向Ｂ０に対して線対称とした。さらに、互いに交差させた回転ローラ対３、４の前記用紙Ｐに投影したときの交差角度は、前記回転軸３ａ、４ａを互いに交差させた回転ローラ対３、４の接触面における搬送方向Ｂ０に垂直な方向の長さが前記用紙Ｐの幅より大きくなるように設定した。【選択図】図３
2012193037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を複数対の回転ローラで挟んで搬送する搬送装置であって、
少なくとも一対の回転ローラを互いに交差させたことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記互いに交差させた回転ローラ対の両回転軸は、前記用紙の搬送方向に対してねじれの位置にあると共に、前記用紙に投影したときに前記搬送方向に対して線対称となっていることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項３】
前記互いに交差させた回転ローラ対の前記用紙に投影したときの交差角度は、前記回転軸を互いに交差させた回転ローラ対の接触面における搬送方向に垂直な方向の長さは前記用紙の幅より大きくなるように設定したことを特徴とする請求項１または２記載の搬送装置。
【請求項４】
前記互いに交差させた回転ローラ対の両回転軸の一端に互いに歯合するようにかさ歯車をそれぞれ配置し、前記いずれかの回転軸をモータで回転させることを特徴とする請求項１から３の何れか一項記載の搬送装置。
【請求項５】
前記互いに交差させた回転ローラ対の両回転軸の一端にユニバーサルジョイントを介して互いに歯合するように平歯車をそれぞれ配置し、前記いずれかの回転軸をモータで回転させることを特徴とする請求項１から３の何れか一項記載の搬送装置。
【請求項６】
前記互いに交差させた回転ローラ対の両回転軸の一端にそれぞれ出力軸を連結したモータで回転させることを特徴とする請求項１から３の何れか一項記載の搬送装置。
【請求項７】
前記互いに交差させた回転ローラ対の表面が、弾性体で形成されていることを特徴とする請求項１から６の何れか一項記載の搬送装置。
【請求項８】
前記互いに交差させた回転ローラ対における回転ローラの形状は円筒形状であることを特徴とする請求項１から７の何れか一項記載の搬送装置。
【請求項９】
前記回転ローラを互いに交差させた回転ローラ対のうち何れか一方に加熱装置を設けて定着装置としたことを特徴とする請求項１から８の何れか一項記載の搬送装置。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか一項記載の搬送装置を用い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、搬送装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置において、像担持体上に形成されたトナー像を、中間転写ベルトを介して転写材たる用紙に転写する構成が周知である。
【０００３】
特許文献１には用紙のしわを抑制する方法としてアームにより用紙のたわみを検知し、紙の搬送速度を変える方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載の発明は、ローラをツヅミ形状に構成し、さらに用紙を加湿させることで用紙のしわを防止している。また、この特許文献２に記載の発明に代表されるように、ローラに凸または凹状のツヅミを形成し、用紙に最適な張力を発生させ紙のしわを防止している方法がよく用いられている。
【０００５】
一方、特許文献３に記載の発明は、定着部の加圧ローラにらせん状の摩擦係数の異なる耐熱性弾性部材をローラ軸方向の中央を境にして逆向きに形成することで、ローラ中央から外側への張力を発生させ用紙しわが発生するのを防いでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した技術では用紙に発生するしわの防止策として主に、加圧力、搬送速度、ローラ形状、加湿もしくは加熱により用紙に働く張力をコントロールしてきた。
【０００７】
その一例として特許文献１、２に記載の発明は、用紙の搬送速度を制御する手段としてアームにより用紙に発生するしわを事前に検知し、コントロールすることや、加湿装置により用紙に働く張力をコントロールしている。
いずれの技術もしわの検知手段や加湿手段を設けなければならず、装置の大型化が避けられない。これらの技術は装置の大型な商業印刷の分野では有効であるが、オフィス用の小型の装置には必ずしも有効ではない。また特許文献２、３に記載の発明のように定着部の加圧ローラにらせん状の摩擦係数の異なる耐熱性弾性部材をローラ軸方向の中央を境にして逆向きに形成しローラ中央から外側への張力を発生させ用紙にしわが発生するのを防ぐような手段や、一般的に用いられているローラに凹または凸状のツヅミを作るような方法はローラを作製することが困難であり、装置自体のコストアップにつながる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、簡単な構成で搬送中の用紙のしわの発生を防止した搬送装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、用紙を複数対の回転ローラで挟んで搬送する搬送装置であって、少なくとも一対の回転ローラを互いに交差させたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記互いに交差させた回転ローラ対の両回転軸は、前記用紙の搬送方向に対してねじれの位置にあると共に、前記用紙に投影したときに前記搬送方向に対して線対称となっていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記互いに交差させた回転ローラ対の前記用紙に投影したときの交差角度は、前記回転軸を互いに交差させた回転ローラ対の接触面における搬送方向に垂直な方向の長さは前記用紙の幅より大きくなるように設定したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか一項記載の発明において、前記互いに交差させた回転ローラ対の両回転軸の一端に互いに歯合するようにかさ歯車をそれぞれ配置し、前記いずれかの回転軸をモータで回転させることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１から３の何れか一項記載の発明において、前記互いに交差させた回転ローラ対の両回転軸の一端にユニバーサルジョイントを介して互いに歯合するように平歯車をそれぞれ配置し、前記いずれかの回転軸をモータで回転させることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１から３の何れか一項記載の発明において、前記互いに交差させた回転ローラ対の両回転軸の一端にそれぞれ出力軸を連結したモータで回転させることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１から６の何れか一項記載の発明において、前記互いに交差させた回転ローラ対の表面が、弾性体で形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項１から７の何れか一項記載の発明において、前記互いに交差させた回転ローラ対における回転ローラの形状は円筒形状であることを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の発明は、請求項１から８の何れか一項記載の発明は、前記回転ローラを互いに交差させた回転ローラ対のうち何れか一方に加熱装置を設けて定着装置としたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、請求項１から９の何れか一項記載の搬送装置を用いた画像形成装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡単な構成で搬送中の用紙のしわの発生を防止した搬送装置及び画像形成装置の提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置の一例における内部機構の全体概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る搬送装置を適用した定着装置の正面図である。
【図３】本発明の搬送装置を適用した定着装置３００が用紙Ｐを搬送するときの状態を示す概念図である。
【図４】本発明に係る搬送装置により用紙Ｐが搬送されるときの力関係を示す図である。
【図５】（ａ）は、通常の搬送装置を用いた定着装置における加圧ローラ及び定着ローラの積層方向における接触面Ａ１の透視図の一例であり、（ｂ）は、（ａ）に示した接触面Ａ１の軸方向における圧力分布の一例であり、（ｃ）は、（ａ）の矢印Ｂ１方向の矢視図であり、（ｄ）は、本発明に係る搬送装置を用いた定着装置における加圧ローラ及び定着ローラの積層方向における接触面Ａ２の透視図の一例であり、（ｅ）は、（ｄ）に示した接触面Ａ２の軸方向における圧力分布の一例であり、（ｆ）は、（ｄ）の矢印Ｂ２方向の矢視図である。
【図６】本発明に係る搬送装置を適用した定着装置の他の実施例を示す概念図である。
【図７】本発明に係る搬送装置を適用した定着装置の他の実施例を示す概念図である。
【図８】本発明に係る搬送装置を適用した定着装置の他の実施例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る搬送装置を適用した画像形成装置の実施形態の一例として、電子写真方式の複写機（以下、単に複写機１００という）について説明する。
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図１には、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置の一例における内部機構の全体概略構成を示す。
【００２２】
図中符号１００は画像形成装置本体、２００はその画像形成装置本体１００上に取り付ける画像読取装置である。
【００２３】
画像形成装置本体１００内には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４つの作像ステーション１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ、１０ｂをタンデム式に並べて設ける。各作像ステーションでは、それぞれドラム状の感光体１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂを備え、その図中時計まわりの回転にともない、まず各帯電装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｂでバイアス電圧を印加して表面を一様に帯電する。
【００２４】
次いで、複写機にあっては画像読取装置２００による読取信号や、プリンタにあってはホストからの画像信号や、ファクシミリにあっては電話回線を介して送られてくる送信信号に基づき、共通の書込み装置１３から、それぞれレーザ光Ｌｃ、Ｌｍ、Ｌｙ、Ｌｂを照射することにより書込みを行い、感光体１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂ上に静電潜像を形成する。そののち、各現像装置１４ｃ、１４ｍ、１４ｙ、１４ｂでトナーを付着してその静電潜像を可視像化し、感光体１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂ上に各々各色単色画像を形成する。
【００２５】
そして、感光体１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂに接触して無端ベルト状の中間転写体１５を図中反時計まわりに走行し、各一次転写装置１６ｃ、１６ｍ、１６ｙ、１６ｂにより感光体１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂ上の各色単色画像をシアンから順に中間転写体１５上に一次転写し、転写画像を重ね合わせて中間転写体１５上にフルカラー画像を形成する。
【００２６】
一方、適宜タイミングで給送ローラ２０の１つを選択的に回転し、画像形成装置本体１００内の、対応する給紙カセット２１から用紙Ｐを繰り出し、用紙搬送路２３を通して搬送して一対のレジストローラ２４間に突き当てて止める。そして、中間転写体１５上のフルカラー画像にタイミングを合わせて一対のレジストローラ２４を回転し、用紙Ｐを二次転写位置に入れて二次転写装置２５によりそのフルカラー画像を用紙Ｐに二次転写する。
【００２７】
そののち、フルカラー画像転写後の用紙Ｐを、記録材搬送路２３を通してそのまま上方へと搬送し、定着装置３００の定着ニップを通過するとき未定着転写トナーを用紙Ｐに定着し、排出ローラ２６で排出して画像形成装置本体１００上の排紙スタック装置２７上にスタックする。
【００２８】
一次転写終了後の各感光体１１ｃ、１１ｍ、１１ｙ、１１ｂは、一次クリーニング装置１７ｃ、１７ｍ、１７ｙ、１７ｂでクリーニングして転写残トナーを除去して初期化する。また、二次転写終了後の中間転写体１５は、二次クリーニング装置１８でクリーニングして転写残トナーを除去して初期化する。
【００２９】
図中符号２８ｃ、２８ｍ、２８ｙ、２８ｂは、それぞれ各色現像装置１４ｃ、１４ｍ、１４ｙ、１４ｂにトナーを補給する各色トナーボトルである。
【００３０】
さて、図示画像形成装置で用紙Ｐの表裏両面に画像を記録するときは、定着装置３００を通過した片面記録済みの用紙Ｐを不図示の切換爪で切り換えて画像形成装置本体１００から両面ユニット９２に入れ、スイッチバック路９３でスイッチバックして表裏反転してから再給紙路９４を通して再び画像形成装置本体１００に入れ、二次転写位置へと再給紙し、別途中間転写体１５上に形成した画像を転写して裏面にも画像を記録して後、排出ローラ２６で排紙スタック装置２７に排出する。
【００３１】
なお、以上の説明では、用紙Ｐにカラー画像を記録する場合について説明したが、上述した画像形成装置では、選択された単色モードまたは複数色モードにしたがい、適宜作像ステーション１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ、１０ｂのいくつかを選択使用し、モノクロ画像またはカラー画像を任意に形成することができるようになっている。
【実施例１】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明に係る搬送装置を適用した定着装置３００を説明する。
尚、回転ローラの交差角度は、理解を容易にするため、誇張してあるが、実際の交差角度は数度程度である。
搬送装置には１つの回転ローラで用紙を搬送する給紙ローラや、用紙を一対の回転ローラの間に挟んで搬送するレジストローラが挙げられるが、本発明に係る搬送装置は、一対の回転ローラの間に用紙を挟んで搬送する装置であって、少なくとも一対の回転ローラを互いに交差させた点に特徴がある。
回転軸を互いに交差させた回転ローラ対の両回転軸は、ねじれの位置にあると共に、用紙に投影したときに搬送方向に対して線対称となっている。尚、一対の回転ローラの径は等しく、かつ、円筒状であることを前提としている。
【００３３】
図２は、本発明に係る搬送装置を適用した定着装置の正面図である。
定着装置３００は、上述した搬送装置に加熱手段を設けたものである。
すなわち、定着装置３００は、定着ローラ３、加圧ローラ４、及び定着ローラに内蔵され、図示しないヒータで構成されている。
定着ローラ３、及び加圧ローラ４は、金属芯金の周囲に弾性体（例えばゴム）をコーティングして同径（ｄａ＝ｄｂ）となっており、定着時のニップを形成し良好な定着性能を得るようになっている。
用紙Ｐの搬送方向をＢ０とし、搬送方向Ｂ０と直交する通常の搬送ローラの軸心をＣ０とし、定着ローラ３の回転軸３ａの軸心３ｂと軸心Ｃ０とのなす角度をθａとし、加圧ローラ４の回転軸４ａの軸心４ｃと軸心Ｃ０とのなす角度をθｂとすると、θａ＝θｂとなる。θａ（＝θｂ）については後述する。
【００３４】
図３は、本発明の搬送装置を適用した定着装置３００が用紙Ｐを搬送するときの状態を示す概念図である。
図３は、定着装置３００の定着時の用紙Ｐと両ローラ３、４との位置関係を示しており、定着ローラ３及び加圧ローラ４が矢印３ｃ方向、及び矢印４ｃ方向に回転することで用紙Ｐが搬送されながら幅方向へ伸ばす力が加わり、しわ防止のための張力を同時に発生させるようになっている。
【００３５】
図４は、本発明に係る搬送装置により用紙Ｐが搬送されるときの力関係を示す図である。
図４は、定着ローラおよび加圧ローラが用紙Ｐを搬送するときの力をＦとした場合の力の方向を表しており、用紙Ｐを紙送り方向（搬送方向Ｂ０）に搬送する力はＦｓｉｎθとなり用紙Ｐを中央から左右方向へ導く張力（しわを抑制させる力）はＦｃｏｓθとなり、θの値を調整することで最適な搬送力を提供できるようになっている。
【００３６】
図５（ａ）は、通常の搬送装置を用いた定着装置における加圧ローラ及び定着ローラの積層方向における接触面Ａ１の透視図の一例であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した接触面Ａ１の軸方向における圧力分布の一例であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）の矢印Ｂ１方向の矢視図である。図５（ｄ）は、本発明に係る搬送装置を用いた定着装置における加圧ローラ及び定着ローラの積層方向における接触面Ａ２の透視図の一例であり、図５（ｅ）は、図５（ｄ）に示した接触面Ａ２の軸方向における圧力分布の一例であり、図５（ｆ）は、図５（ｄ）の矢印Ｂ２方向の矢視図である。
【００３７】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、通常の搬送装置を用いた定着装置においては、定着ローラ３と加圧ローラ４とが接触する接触面（斜線部）Ａ１の形状は、定着ローラ３と加圧ローラ４とが平行に配置されているため、軸方向の長さがＷ１の長方形となっている。圧力分布は両ローラ３、４の中央から両端に向かって大きくなっていることが分かる。このような圧力分布により、用紙Ｐの搬送中にしわが発生する。
【００３８】
図５（ｄ）、（ｅ）に示すように、本発明に係る搬送装置を用いた定着装置においては、定着ローラ３と加圧ローラ４とが接触する接触面（斜線部）Ａ２の形状は、定着ローラ３と加圧ローラ４とが互いに交差して配置されているため、軸方向の長さがＷ２の菱形となっている。圧力分布は、両ローラ３、４の中央から両端に向かって小さくなっていることが分かる。このような圧力分布により、用紙Ｐの搬送中にしわが発生するのが防止される。
この結果、簡単な構成で搬送中の用紙Ｐのしわの発生を防止した搬送装置及び画像形成装置の提供を実現できる。
【００３９】
ここで、回転軸３ａ、４ａを互いに交差させた回転ローラとしての定着ローラ３と加圧ローラ４との対の交差角度２θは、回転軸３ａ、４ａを互いに交差させた定着ローラ３と加圧ローラ４との対の接触面Ａ２における搬送方向（矢印Ｂ０方向）に垂直な方向の長さは用紙Ｐの幅より大きい幅Ｗ２となるように設定されている。
交差角度２θの大きさは、例えば２〜３°が好ましい。
【実施例２】
【００４０】
図６は、本発明に係る搬送装置を適用した定着装置の他の実施例を示す概念図である。以下、理解を容易にするため、定着ローラ３と加圧ローラ４との交差角度を３０°程度に誇張して記載しているが、実際には交差角度は数度（例えば、２〜３°）である。
図６に示す定着装置３０１は、互いに交差させた回転ローラ対としての定着ローラ３と加圧ローラ４との対の両回転軸３ａ、４ａの一端（図は左端）に互いに歯合するようにかさ歯車５−１ａ、５−１ｂをそれぞれ配置し、いずれかの回転軸（この場合、回転軸３ａ）をモータ６の出力軸６ａに直結させて回転させるものである。
【００４１】
定着装置３０１の定着ローラ３と加圧ローラ４とはかさ歯車５−１ａ、５−１ｂによって１つのモータ６で同時に回転しており、両ローラ３、４を交差させたことにより各軸３ａ、４ａそれぞれにモータを設けて回転させるという複雑な機構を設けることもなく、従来どおりのスペースで設計可能となる。
【００４２】
このような構成により、図５（ｂ）、（ｃ）に示すような接触面Ａ２を得ることができ、簡単な構成で搬送中の用紙のしわの発生を防止した搬送装置及び画像形成装置の提供を実現できる。
【実施例３】
【００４３】
図７は、本発明に係る搬送装置を適用した定着装置の他の実施例を示す概念図である。
図７に示した実施例と図６に示した実施例との相違点は、かさ歯車の代わりにユニバーサルジョイントと平歯車とを用いた点である。
すなわち、図７に示した定着装置３０２は、互いに交差させた回転ローラ対としての定着ローラ３と加圧ローラ４との対の両回転軸３ａ、４ａの一端（図では左端）にユニバーサルジョイント９ａ、９ｂを介して互いに歯合するように平歯車５−２ａ、５−２ｂをそれぞれ配置し、いずれかの回転軸（この場合回転軸３ａ）をモータ６の出力軸６ａに直結させて回転させるものである。
【００４４】
このような構成により、図５（ｂ）、（ｃ）に示すような接触面Ａ２を得ることができ、簡単な構成で搬送中の用紙のしわの発生を防止した搬送装置及び画像形成装置の提供を実現できる。
【実施例４】
【００４５】
図８は、本発明に係る搬送装置を適用した定着装置の他の実施例を示す概念図である。
図８に示した実施例と図６に示した実施例との相違点は、かさ歯車を用いる代わりに定着ローラ３及び加圧ローラ４にそれぞれモータ６−１、６−２の出力軸６−１ａ、６−２ａを直結した点である。
すなわち、図８に示した定着装置３０３は、互いに交差させた回転ローラ対としての定着ローラ３と加圧ローラ４との両回転軸３ａ、４ａの一端（図では左端）にそれぞれ出力軸６−１ａ、６−１ｂを連結部材７ａ、７ｂで連結したモータ６−１、６−２で回転させるものである。
両モータ６−１、６−２の回転制御は、例えば、両モータ６−１、６−２に周波数発電機６−１ｂ、６−２ｂを設け、周波数発電機の出力を駆動回路８−１、８−２に反映させる制御回路８−３で行うようにしてもよい。
【００４６】
このような構成により、図５（ｂ）、（ｃ）に示すような接触面Ａ２を得ることができ、簡単な構成で搬送中の用紙のしわの発生を防止した搬送装置及び画像形成装置の提供を実現できる。
【００４７】
＜作用効果＞
以上説明したように、本発明によれば、センサや加湿壮置などの複雑な構成を設けず定着ローラ及び圧ローラを交差させることで用紙を送るとともに用紙の幅方向への張力を発生させることができ、しわによる画像品質の低下を低減できる、画像形成装置となる。
【００４８】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
３    定着ローラ
３ａ、４ａ    回転軸
３ｂ、４ｂ    軸心
４    加圧ローラ
５−１ａ、５−１ｂ    かさ歯車
５−２ａ、５−２ｂ    平歯車
６、６−１、６−２    モータ
６ａ    出力軸
６−１ｂ、６−２ｂ    周波数発電機
７ａ、７ｂ    連結部材
８−１、８−２    駆動回路
８−３    制御回路
９ａ、９ｂ    ユニバーサルジョイント
１００    画像形成装置
２００    画像読取装置
３００    定着装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５０】
【特許文献１】特開２０００−１５９３８７号公報
【特許文献２】特開２００５−３４３５９７号公報
【特許文献３】特開２００４−１６２９５８号公報
【図１】
2012193037.tif 000003
【図２】
2012193037.tif 000004
【図３】
2012193037.tif 000005
【図４】
2012193037.tif 000006
【図５】
2012193037.tif 000007
【図６】
2012193037.tif 000008
【図７】
2012193037.tif 000009
【図８】
2012193037.tif 000010