JP4303270B2

JP4303270B2 - 搬送ローラ及び画像形成装置

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Publication number: JP4303270B2
Application number: JP2006212552A
Authority: JP
Inventors: 俊樹瀧口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2026-08-03
Also published as: JP2008037552A; CN101117184A; US20080029954A1; US7887041B2; CN101117184B

Description

この発明は、用紙に画像を形成する画像形成装置内で用紙の搬送に用いられる搬送ローラ、及び、この搬送ローラを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式等の画像形成処理によって用紙に画像を形成する画像形成装置では、画像形成速度の高速化の要請が強い。画像形成速度の高速化のためには、装置内での用紙の搬送速度を高速化が不可欠である。画像形成装置内での用紙の搬送には、搬送ローラが用いられる（例えば、特許文献１参照。）。

搬送ローラは、回転力の供給を受ける駆動ローラの周面と駆動ローラの回転に伴って回転する従動ローラの周面とを圧接させてなり、駆動ローラと従動ローラとの間に用紙を挟持して搬送する。装置内での用紙の搬送速度を高速化するために、搬送ローラは高速で回転する。駆動ローラ及び従動ローラは、回転軸における複数の位置にローラを固定して構成されている。
特開２００２−１６０８４４号公報

しかしながら、用紙を搬送する搬送ローラを高速回転させると、ローラの周面によって用紙が擦られ、用紙から短繊維のセルロースや製紙時に添加された増量剤及び漂白剤等の紙粉が析出し、搬送ローラの回転軸の周面における各ローラ間に堆積する。これは、駆動ローラの各ローラと従動ローラの各ローラとの圧接力が軸方向の中央部で最も大きく、用紙から析出して各ローラの周面に付着した紙粉が各ローラの両端部に移動した後に、各ローラ間の回転軸の周面に落下するためである。

搬送ローラの回転軸の周面における各ローラ間に堆積した紙粉は、高速回転する回転軸の周面又は各ローラの側面との摩擦によって発熱し、装置の故障や発火の原因となる。

この発明の目的は、搬送ローラの回転軸の周面における各ローラ間に堆積した紙粉が回転軸やローラの側面に高速で接触しないようにし、摩擦熱による装置の故障や発火を確実に防止できる搬送ローラ及び画像形成装置を提供することにある。

この発明の搬送ローラは、所定の経路に沿って用紙を搬送する用紙搬送路に配置され、複数の搬送ローラ、回転軸、被覆部材を備えている。回転軸は、複数のローラをそれぞれの間に間隔を設けて保持するとともに複数のローラと一体的に回転する。被覆部材は、回転軸の軸方向における複数のローラのそれぞれの両端部で回転軸の外周面を遊嵌状態で全周にわたって被覆し、外径が複数のローラの外径よりも小さい。したがって、複数のローラのそれぞれの両端部で回転軸の外周面が被覆部材によって被覆され、複数のローラの周面から落下した紙粉は、被覆部材の表面に堆積し、回転軸の外周面に直接接触することがない。被覆部材は、回転軸の外周面に遊嵌しているため、回転軸よりも低速で回転する。

また、被覆部材は、回転軸の軸方向について複数のローラのそれぞれの間の全長にわたって回転軸の外周面を被覆するものであることが好ましい。

この発明によれば、複数のローラのそれぞれの間で回転軸の外周面を被覆部材によって被覆することで、複数のローラの周面から落下した紙粉を被覆部材の表面に堆積させ、回転軸の外周面に紙粉が直接接触しないようにすることができる。紙粉が堆積した被覆部材を回転軸よりも低速で回転させ、紙粉と回転軸との間の摩擦熱による装置の故障や発火を防止できる。

複数のローラを、回転軸と一体的に回転させることにより、被覆部材と回転軸との間、及び、被覆部材と各ローラとの間にも回転差を生じさせ、被覆部材を回転軸及び各ローラよりも低速で回転させることができる。紙粉と回転軸との間、及び、紙粉とローラの側面との間の摩擦熱による装置の故障や発火を防止できる。

以下に、この発明の最良の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置１００の構成を示す断面図である。画像記録装置１００は、この発明の実施形態に係る搬送ローラを備え、画像読取ユニット２００、画像形成ユニット３００、給紙ユニット４００から構成されている。画像形成装置１００は、搬送ローラが搬送する用紙に対して電子写真方式の画像形成を行う。

画像読取ユニット２００は、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ:AutomaticDocument Feeder）２０１、第１原稿台２０２、第２原稿台２０３、第１ミラーベース２４、第２ミラーベース２０５、レンズ２０６及び固体撮像素子（ＣＣＤ:ChargeCoupled Device）２０７を備えている。

ＡＤＦ２０１は、原稿トレイ２１１から第２原稿台２０３を経由して排出トレイ２１２に至る間に原稿を１枚ずつ搬送する。ＡＤＦ２０１は、第１原稿台２０２の上面を開閉自在に被覆するように、背面側を支点に回動自在にされている。前面側が上方に移動するようにＡＤＦ２０１を回動させて第１原稿台２０２の上面を露出させることにより、手動操作によって第１原稿台２０２に原稿を載置することができる。

第１原稿台２０２及び第２原稿台２０３は、ともに硬質ガラス板によって構成されている。

第１ミラーベース２０４及び第２ミラーベース２０５は、第１原稿台２０２及び第２原稿台２０３の下方において水平方向に移動自在にされている。第２ミラーベース２０５の移動速度は、第１ミラーベース２０４の移動速度の１／２にされている。第１ミラーベース２０４は、光源及び第１ミラーを搭載している。第２ミラーベース２０５は、第２ミラー及び第３ミラーを搭載している。

ＡＤＦ２０１によって搬送される原稿の画像を読み取る際には、第１ミラーベース２０４は、第２原稿台２０３の下方に停止している。光源の光は、第２原稿台２０３上を通過する原稿の画像面に向けて照射され、原稿の画像面における反射光が第１ミラーによって第２ミラーベース２０５に向けて反射される。

第１原稿台２０２に載置された原稿の画像を読み取る際には、第１ミラーベース２０４及び第２ミラーベース２０５は、第１原稿台２０２の下方を水平方向に移動する。光源の光は、第１原稿台２０２上に載置された原稿の画像面に向けて照射され、原稿の画像面における反射光が第１ミラーによって第２ミラーベース２０５に向けて反射される。

ＡＤＦ２０１を用いるか否かに拘らず、原稿の画像面における反射光は、光路長を一定にして、第２ミラー及び第３ミラーによってレンズ２０６を経由してＣＣＤ２０７に入射する。

ＣＣＤ２０７は、原稿の画像面における反射光の光量に応じた電気信号を出力する。この電気信号は、画像形成ユニット３００に画像データとして入力される。

画像形成ユニット３００は、画像記録部３０を構成する感光体ドラム３１、帯電器３２、露光装置３３、現像装置３４、転写ベルト３５、クリーナ３６及び定着装置３７を備えている。

感光体ドラム３１は、表面に感光層が形成されており、矢印方向に回転する。帯電器３２は、感光体ドラム３１の表面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電器３２は、チャージャや針電極による非接触方式、又は、ローラやブラシによる接触方式の何れを用いてもよい。

露光装置３３は、感光体ドラム３１の表面に画像データに基づく光を照射する。これによって、感光体ドラム３１の表面には、感光層における光導電作用によって静電潜像が形成される。露光装置３３は、画像データに基づいて変調されたレーザ光をポリゴンミラーを介して感光体ドラム３１の軸方向に走査する。これに代えて、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に配置した露光装置を用いることもできる。

現像装置３４は、感光体ドラム３１の表面にトナーを供給し、静電潜像をトナー像に可視像化する。

転写ベルト３５は、感光体ドラム３１の下方において複数のローラ間にループ状に張架されており、１×１０^９〜１×１０¹³Ω・ｃｍ程度の抵抗値を有する。転写ベルト３５のループ状の移動経路の内側には、転写ベルトを挟んで感光体ドラム３１に圧接する転写ローラ３５Ａが備えられている。転写ローラ３５Ａには、所定の転写電圧が印加され、転写ベルト３５と感光体ドラム３１との間を通過する用紙に、感光体ドラム３１が担持するトナー像が転写される。

クリーナ３６は、用紙に対するトナー像の転写を終えた感光体ドラム３１の表面から、残留しているトナーを除去する。

定着装置３７は、加熱ローラ３７Ａ及び加圧ローラ３７Ｂを備えている。加熱ローラ３７Ａは、トナーを溶融可能な温度に内部のヒータによって加熱される。加圧ローラ３７Ｂは、加熱ローラ３７Ａに所定の圧力で圧接する。定着装置３７は、加熱ローラ３７Ａと加圧ローラ３７Ｂとの間を通過する用紙を加熱及び加圧することにより、トナー像を用紙に堅牢に定着させる。定着装置３７を通過した用紙は、画像記録装置１００の一方の側面に装着された排紙トレイ３８（本発明の排紙部に相当する。）に排出される。

給紙ユニット４００は、この発明の給紙部であり、給紙カセット４０１〜４０４及び手差しトレイ４０５を備えている。給紙カセット４０１〜４０４のそれぞれには、同じサイズの複数枚の用紙が収納される。手差しトレイ４０５には、使用頻度の低いサイズや紙質の用紙が載置される。

給紙ユニット４００は、給紙カセット４０１〜４０４又は手差しトレイ４０５の何れかから１枚ずつ用紙を給紙する。給紙ユニット４００から給紙された用紙は、後述する用紙搬送路１１を経由して画像記録部３０に搬送される。

画像形成ユニット３００の内部には、用紙搬送路１０が構成されている。用紙搬送路１０は、第１搬送路１１、第２搬送路１２、第３搬送路１３を含む。

第１搬送路１１は、給紙ユニット４００から画像記録部３０を経由して排紙トレイ３８に至る。第１搬送路１１には、搬送ローラ６１〜６３、レジストレーションローラ５１、排紙ローラ５２が配置されている。

第１搬送路１１において画像記録部３０を経由する部分は、感光体ドラム３１から用紙の表面に安定してトナー像を転写させるため、及び、定着前のトナー像が静電吸着した用紙を安定して搬送するために転写ベルト３５が配置されており、略水平に構成されている。

第２搬送路１２は、第１搬送路１１における画像記録部３０と排紙トレイ３８との間から第１スイッチバック部１２に至る。第１スイッチバック部１２Ａは、第１搬送路１１における画像記録部３０を経由する範囲に略平行にされ、用紙を往復方向に搬送する。第２搬送路１２には、反転ローラ５３，５８が配置されている。

第３搬送路１３は、第１搬送路１１における画像記録部３０と排紙トレイ３８との間から第１搬送路１１における給紙ユニット４００と画像記録部３０との間に至る。第３搬送路１３には、搬送ローラ５４〜５７が配置されている。

図２は、この発明の実施形態に係る搬送ローラ５８の構成を示す図である。搬送ローラ５８は、一対のローラである駆動ローラ５８Ａと従動ローラ５８Ｂとからなる。駆動ローラ５８Ａは、回転軸２０Ａ、複数のローラ２１Ａ〜２４Ａ、カラー２５Ａ〜２９Ａを備えている。複数のローラ２１Ａ〜２４Ａは、回転軸２０Ａよりも大径であり、それぞれの間に間隔を設けて回転軸２０Ａに同心状に固定されている。カラー２５Ａ〜２９Ａは、回転軸２０Ａの軸方向における複数のローラ２１Ａ〜２４Ａのそれぞれの両端部で回転軸２０Ａの外周面を遊嵌状態で被覆している。

回転軸２０Ａには、背面側の端部にギア４２が固定されている。ギア４２は、モータ４０の軸に固定されたギア４１が噛合している。駆動ローラ５８Ａには、モータ４０の回転がギア４１，４２を介して伝達される。

従動ローラ５８Ｂは、回転軸２０Ｂ、複数のローラ２１Ｂ〜２４Ｂ、カラー２５Ｂ〜２９Ｂを備えている。複数のローラ２１Ｂ〜２４Ｂは、回転軸２０Ｂよりも大径であり、それぞれの間に間隔を設けて回転軸２０Ｂに同心状に固定されている。カラー２５Ｂ〜２９Ｂは、回転軸２０Ｂの軸方向における複数のローラ２１Ｂ〜２４Ｂのそれぞれの両端部で回転軸２０Ｂの外周面を遊嵌状態で被覆している。

ローラ２１Ａ〜２４Ａ及びローラ２１Ｂ〜２４Ｂは、互いの周面を所定の押圧力で圧接させている。モータ４０の回転による駆動ローラ５８Ａの回転が、ローラ２１Ａ〜２４Ａとローラ２１Ｂ〜２４Ｂとの圧接によって従動ローラ５８Ｂに伝達され、従動ローラ５８Ｂが駆動ローラ５８Ａに従動して反対方向に同一速度で回転する。用紙は、ローラ２１Ａ〜２４Ａ及びローラ２１Ｂ〜２４Ｂの間に挟持されて搬送される。

カラー２５Ａ〜２９Ａ及びカラー２５Ｂ〜２９Ｂは、この発明の被覆部材であり、回転軸２０Ａ及び回転軸２０Ｂに遊嵌している。また、カラー２５Ａ〜２９Ａ及びカラー２５Ｂ〜２９Ｂは、ローラ２１Ａ〜２４Ａ及びローラ２１Ｂ〜２４Ｂの側面に殆ど圧力が作用しない状態で接触している。このため、カラー２５Ａ〜２９Ａ及びカラー２５Ｂ〜２９Ｂは、回転軸２０Ａ及び回転軸２０Ｂよりも低速で回転する。

なお、画像形成装置１００に備えられた他の搬送ローラ５３〜５７，６１〜６３、排紙ローラ５２及びレジストレーションローラ５１の全部又は一部も、搬送ローラ５８と同様に構成されている。

図３は、上記搬送ローラ５８の要部を示す部分断面図である。カラー２６Ａは、円筒形状を呈している。カラー２６Ａの外径は、回転軸２０Ａの外径よりも大きく、ローラ２１Ａ，２２Ａの外径よりも小さい。カラー２６Ａの内径は、回転軸２０Ａよりも大きい。カラー２６Ａは、内周面の一部で回転軸２０Ａの外周面に当接している。回転軸２０Ａが高速回転すると、カラー２６Ａは回転軸２０Ａ及びローラ２１Ａ，２２Ａよりも低速で回転する。搬送ローラ５８において、他のカラー２６Ｂ等もカラー２６Ａと同様に構成されている。

用紙が搬送ローラ５８を通過する間に、用紙から析出した紙粉Ｄがローラ２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂの周面の中央部から両端部に移動し、ローラ２１Ａとローラ２１Ｂとの間、及び、ローラ２２Ａとローラ２２Ｂとの間に落下する。

落下した紙粉Ｄは、カラー２６Ａ，２６Ｂの周面に堆積する。堆積した紙粉Ｄは、ローラ２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂの側面に固着しても、高速回転する回転軸２０Ａ及び回転軸２０Ｂの外周面に接触することがない。また、堆積した紙粉Ｄは、カラー２６Ａ，２６Ｂの周面に固着した場合でも、低速回転するカラー２６Ａ，２６Ｂと一体に回転するため、ローラ２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂの側面との間に大きな速度差は生じない。このため、堆積した紙粉Ｄが摩擦熱によって高温になることはない。

なお、搬送ローラ５８は、用紙搬送路１１内で定着装置３７の下流側に位置している。搬送ローラ５８には、定着装置３７で加熱された高温の用紙が通過する。搬送ローラ５８では、高温の紙粉Ｄがカラー２６Ａ，２６Ｂの周面に堆積する。しかし、堆積した紙粉Ｄが回転軸２０Ａ，２０Ｂの外周面やローラ２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂの側面との摩擦によってさらに高温になることはないため、装置の故障や発火を生じることがない。

この発明の実施形態に係る帯電装置を適用した画像形成装置１００の構成を示す断面図である。帯電器１の正面断面図及び要部の側面図である。清掃ローラ５の清掃動作を示す図である。

符号の説明

２０Ａ，２０Ｂ回転軸
２１Ａ〜２４Ａ，２１Ｂ〜２４Ｂローラ
２５Ａ〜２９Ａ，２５Ｂ〜２９Ｂカラー（被覆部材）
５３〜５８，６１〜６３搬送ローラ
５８Ａ従動ローラ
５８Ｂ駆動ローラ
１００画像形成装置

Claims

所定の経路に沿って用紙を搬送する用紙搬送路に配置される搬送ローラであって、
複数のローラと、前記複数のローラをそれぞれの間に間隔を設けて保持するとともに前記複数のローラと一体的に回転する回転軸と、前記回転軸の軸方向における前記複数のローラのそれぞれの両端部で前記回転軸の外周面を遊嵌状態で全周にわたって被覆する被覆部材であって外径が前記複数のローラの外径よりも小さい被覆部材と、を備え、
前記被覆部材は、前記回転軸の軸方向について前記複数のローラのそれぞれの間の全長にわたって前記回転軸の外周面を被覆することを特徴とする搬送ローラ。
用紙に画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部を経由する用紙搬送路と、を備え、前記用紙搬送路に請求項１に記載の搬送ローラを少なくとも１対配置し、この搬送ローラ対の間を通過して用紙が搬送されることを特徴とする画像形成装置。