JPH09165122A - ニップ量管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロ−ラ間に形成されるニップ幅を簡素な機構
で精度良く設定できるようなニップ量管理装置を提供す
る。 【解決手段】 少なくとも一対のロ−ラ対１、４よりな
り、両ロ−ラ間の圧接部に形成されるニップ部により用
紙を挟持し搬送する用紙搬送装置において、少なくとも
一方のロ−ラの軸端部に両ロ−ラ間の軸芯間距離を管理
する軸芯間距離管理手段（コロ９、コロ９’＋ノブ１
１、軸芯間距離規制部材１４）を設けた。

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、印刷機、プ
リンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、シ−
トまたはウエブ状の記録媒体を搬送しつつ画像形成を行
う際に用いられる搬送ローラの支持構造の改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一対のロ−ラ間に形成されたニップ部に
用紙を通紙して挟持しつつ搬送する用紙搬送装置は、複
写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置におい
て多用されているが、このような搬送装置の応用として
単純に用紙を挟持搬送するのみならず、他の機能をも備
えたローラ対が用いられることが多い。例えば、電子写
真式画像形成装置においては、転写ロ−ラ、定着ロ−ラ
等が転写や定着といった搬送以外の機能を併有してい
る。即ち、転写ローラは、感光体の外周の転写位置に配
置されて、転写位置に搬送されてくる転写紙上に感光体
上のトナー像と逆極性のバイアアスを印加することによ
りトナー像の転写を行うものである。また、定着ローラ
は、トナー像の転写を受けた転写紙を加熱しながら加圧
することによりトナー像を転写紙の繊維中にしみ込ませ
て固定する定着装置に用いられ、通常は内部にヒータを
備えた加熱ローラと加熱ローラに圧接する加圧ローラと
から構成される。このような付加機能を備えたローラに
あっては、付加機能の実現のために、ニップ部の幅・面
圧等が精度良く狙いの値となるようにニップを形成する
必要がある。

【０００３】このように精度良くニップを形成するため
に従来より、両ロ−ラ間の押圧機構・ロ−ラ構成および
材質を高める工夫がなされている。１９９０〜１９９４
年の期間で、国際特許分類Ｇ０３Ｇ １５／２０ １０
７について調査を行ったところ、このような工夫を行っ
た従来例として特開平５−１７３４４６号公報、特開平
５−１８８８２０号公報、特開平６−２３６１２２号公
報等に夫々記載された技術を発見することができた。ま
ず、特開平５−１７３４４６号公報に記載の「定着装置
のニップ圧力設定装置」は、加熱ローラに対して加圧ロ
ーラを圧接し、両ローラの間に一定の値の圧力を設定可
能に構成して成る熱ローラ方式の定着装置に於て、加圧
ローラを支持するスプリングに余分な伸縮作用を付与し
ないように構成することによりニップ圧力を設定するよ
うにした技術が開示されている。特開平５−１８８８２
０号公報に記載の「定着装置」には、加熱ロールに対し
て加圧ロールを押圧し、両ロールの間に一定の値のニッ
プ圧力を設定可能に構成して成る熱ロール方式の定着装
置に於て、加圧ロールの両側端部にニップ圧力調整機構
を設置して、加圧スプリングの付勢力の調整を可能とす
ることにより、装置の作動中にニップ圧力の調整作業を
行い得るようにした技術が開示されている。特開平６−
２３６１２２号公報に記載の「加熱装置」には、加熱部
材で互いに圧接させた加熱手段と対向手段との間に被加
熱材を挟持させて被加熱材を加熱する加熱装置におい
て、加圧状態に於て加熱手段と対向手段との圧接ニップ
部の幅を所定に確保すると共に、ジャム処理の為の圧力
解除作業を容易にできるようにした技術が開示されてい
る。

【０００４】

【発明の解決しようとする課題】前述のようにこれま
で、ロ−ラ間の押圧機構、ロ−ラ構成および材質を高め
る等の各種の改良により、必要なニップ幅、面圧等を精
度良く得ようとする努力がなされてきたが、何れの方法
を用いてもニップ形成に関与する部品数が最少になると
は言えず、その結果、多数の部品の精度誤差の積み上が
りにより、ニップ幅の精度も低下してしまうといった不
具合が生じていた。本発明は前記不具合に鑑みてなされ
たものであり、ロ−ラ間に形成されるニップ幅を簡素な
機構で精度良く設定できるようなニップ量管理装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】上記目的を達成する為、請
求項１の発明は、少なくとも一対のロ−ラ対よりなり、
両ロ−ラ間の圧接部に形成されるニップ部により用紙を
挟持し搬送する用紙搬送装置において、少なくとも一方
のロ−ラの軸端部に両ロ−ラ間の軸芯間距離を管理する
軸芯間距離管理手段を設けたことを特徴とする。請求項
２の発明は、上記軸芯間距離管理手段が、上記一方のロ
−ラの軸端部に設けられた円盤状のコロであり、該コロ
は上記一方のロ−ラとは外径乃至剛性が異なることを特
徴とする。請求項３の発明は、上記軸芯間距離管理手段
が、上記ロ−ラ対の両軸芯間距離を直接規制する軸芯間
距離規制部材であることを特徴とする。請求項４の発明
は、上記コロを上記ロ−ラの軸端部に対して同軸状かつ
回動自在に遊嵌したことを特徴とする。請求項５の発明
は、上記コロの外周半径が多段的あるいは連続的に変化
する形状となっており、このコロの上記他方のロ−ラに
対する角度位置を調整する角度調整機構を備えたことを
特徴とする。請求項６の発明は、上記軸芯間距離規制手
段が、少なくとも一方のロ−ラの軸端部に同軸状に取り
付けられたテ−パ−付コロと、該テ−パ−付コロと嵌合
するテ−パ−穴を有する軸芯間距離規制部材であり、該
テ−パ−付コロと該軸芯間距離規制部材の両テ−パ−面
の嵌合度合いを調整するスラスト位置調整機構を備えた
ことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示した
実施の形態により詳細に説明する。図１は本発明の第１
の形態例の用紙搬送装置の要部斜視断面図であり、図示
の用紙搬送装置は定着装置のローラ対を示している。定
着装置は、転写紙としての用紙を挟持搬送するととも
に、用紙上の未定着トナ−をニップ部において熱と面圧
により用紙上に定着させる加熱ローラ（ヒータ内蔵）
１、加圧ロ−ラ４の両ロ−ラを有している。このような
構造の定着装置にあっては、定着作用を効率よく発揮さ
せるために、定着温度、ニップ幅、面圧等を精度良く調
整、設定する必要がある。加熱ローラ１はその軸方向両
端部１Ａ、１Ａを軸受２を介して側板３ａ、３ｂに回転
自在に取り付けられている。また、加圧ロ−ラ４はその
軸方向両端部４Ａ、４Ａを軸受５を介して側板３ａ、３
ｂに回転自在に取り付けられており、側板３ａ、３ｂに
設けられた長穴３ｃ、３ｄに沿って軸受５が加熱ローラ
１と接近・離間する方向へ移動することにより、両ロ−
ラ間の軸芯の平行度を保ちつつ両ロ−ラの接離（ニップ
幅の調整）が可能な構成となっている。側板３ａ、３ｂ
上のスタッド６にはレバ−７の基部が回動自在に取り付
けられており、レバ−７はスタッド６を支点として、そ
の先端に引張りコイルバネ８の引張り荷重を受けること
により、加圧ロ−ラ４側の軸受５を加熱ローラ７側へ付
勢している。この付勢力により加圧ロ−ラ４には加熱ロ
ーラ１に対する押圧力が発生し、加熱ローラ１・加圧ロ
−ラ４間にニップ部が形成される。

【０００７】また、加圧ロ−ラ４の軸方向両端部４Ａに
は、円盤状のコロ（軸芯間距離管理手段）９が中心部の
ベアリング１０を介して相対回転可能に取り付けられて
おり、ベアリング１０によりコロ９は加圧ロ−ラ４に対
して同軸状に回動自在となっている。コロ９は、加熱ロ
ーラ１の外周面よりも硬質の材質により構成する。通常
は、両ロ−ラ１、４間に形成されているニップ部幅は、
両ロ−ラの支持構造にもよるが、両ロ−ラ間に作用する
押圧力によって決定されるか、あるいは押圧力によって
決定される両ロ−ラ軸芯間距離によって決定される。本
発明を用いない構成の場合には、引っ張りコイルバネ８
による付勢力に見合った分だけ加圧ロ−ラ４が加熱ロー
ラ１との圧接部で弾性変形してニップ幅が決定される
が、図１に示したように本発明を実施した場合には、コ
ロ９の外周縁が直接加熱ローラ１の外周面に突き当たる
ので、コロ９によって両ロ−ラ１、４の軸芯間の距離が
規制され、この軸芯間距離に基づいてニップ幅が決定さ
れる。コロ９が加熱ローラ１の外周面に突き当たった以
降は、コイルバネ８からの余分な付勢力は、加熱ローラ
１からコロ９への反力により打ち消されるのでニップ幅
への影響はなく、常に一定のニップ幅を確保することが
できる。このように本形態例では、コロ９がスペーサと
して機能しており、コロ９により軸間距離、そしてニッ
プ幅が決定されることとなる。また、本形態例では、円
盤状のコロ９の中心孔をロ−ラの軸端部に対して回動自
在に保持したので、コロは相手方のローラの外周面と接
して連れ回りすることとなり、ロ−ラと付き当て部材の
外周差によりロ−ラ間に回転ムラ・トルク増加といった
副作用を生じさせることがなくなる。

【０００８】図２(a) は本発明の第２の形態例の用紙搬
送装置の要部斜視断面図であり、上記第１の形態例と同
様に、加熱ローラ１は軸受２を介して側板３ａ、３ｂに
回転自在に取り付けられている。また加圧ロ−ラ４の軸
部４Ａは軸受５を介して側板３ａ、３ｂに回転自在に取
り付けられており、側板３ａ、３ｂに設けられた長穴３
ｃ、３ｄに沿って軸受５が移動することにより両ロ−ラ
１、４の各軸芯間の平行度を保ちつつ両ロ−ラの接離が
可能な構成となっている。側板３ａ、３ｂ上のスタッド
６にはレバ−７が回動自在に取り付けられており、レバ
−７はスタッド６を支点として引っ張りコイルバネ８の
荷重を受けることにより、加圧ロ−ラ４側の軸受５を加
熱ローラ１側へ付勢している。この付勢力により加圧ロ
−ラ４から加熱ローラ１に対する押圧力が発生し、加熱
ローラ１と加圧ロ−ラ４との間にニップ部が形成され
る。

【０００９】また、加圧ロ−ラ４の軸方向両端部には、
外周半径が図２(b) のように多段階的（或は、連続的）
に変化するコロ９′がベアリング１０を介して取り付け
られており、ベアリング１０によりコロ９′は加圧ロ−
ラ４の軸端部に対して同軸状に回動自在に軸支されてい
る。コロ（付き当て部材）９′は、加熱ローラ１の外周
面よりも硬質の材質により構成する。またコロ９′の軸
方向外側位置には、加熱ロ−ラ１に対する角度位置を調
整する角度調整機構であるノブ１１が取り付けられてお
り、このノブ１１は加圧ローラ４の軸部４Ａに遊嵌して
いる。このノブ１１の外側面に一つの突起１１ａが形成
され、この突起１１ａはノブ１１を軸部４Ａを中心とし
て回動した時に、側板上の位置決め穴３ｅ、３ｆ、３ｇ
（軸部４Ａの軸心を中心とした一つの同心円上に位置し
ている）のいずれかに嵌合可能となっている。この突起
１１ａが嵌合する位置決め穴を変更することにより、加
熱ロ−ラ１に対するコロ９′の外周縁の付き当て位置を
選択することができる。付き当て位置によってコロ９′
の外周半径が異なることから、両ロ−ラ軸芯間距離を多
段的に調整することができ、その結果として両ロ−ラ間
に形成されるニップ幅を調整することができる。なお、
ノブ１１の突起１１ａをいずれかの位置決め穴に嵌合し
てノブ１１の回転を禁止することにより、コロ９′の回
転も禁止され、特定の付き当て位置を加熱ローラ１の外
周面に常時接触させることができるので、ニップ幅を一
定に保持することが可能となっている。なお、コロ９′
とノブ１１は、軸芯間距離管理手段を構成している。

【００１０】次に、図３は本発明の他の形態例の用紙搬
送装置の要部斜視断面図であり、上記各形態例と同一部
分については同一符号を付し、重複した構成、動作の説
明は省略するが、つまみネジ１６の締め付け量を調整す
ることにより、軸芯間距離規制部材（軸芯間距離管理手
段）１４を作動させて両ローラ１、４間の距離を調整可
能とした点が特徴的である。軸芯間距離規制部材１４は
後述するように、２つの穴１４ａ，１４ｂを備えた部材
であり、各側板３ａ，３ｂの外側位置に於て各ローラ
１、４の軸端部１Ａ、４Ａを各穴１４ａ，１４ｂにより
受入れる。加熱ローラ１の軸方向両端の軸部１Ａの外周
には、テ−パ−付コロ１２がその内側に位置するベアリ
ング１３を介して取り付けられており、ベアリング１３
によりテ−パ−付コロ１２は加熱ローラ１に対して同軸
状に回動自在となっている。また、図示のごとき形状を
有した軸芯間距離規制部材１４には、前述のテ−パ−付
コロ１２の外側テ−パ−面１２ａと内周面で面接触する
テ−パ−穴１４ａが形成されており、テ−パ−面１２ａ
とテーパー穴１４ａとの嵌合の度合い（相対的な軸方向
位置）を調整することにより、テ−パ−付コロ１２の軸
芯と、軸芯間距離規制部材１４のテ−パ−穴１４ａの軸
芯間の距離を調整できるようになっている。また軸芯間
距離規制部材１４の他端に位置するストレート穴１４ｂ
には、環状のベアリング１５が圧入されており、このベ
アリング１５の内周部が加圧ロ−ラ４の軸４Ａを同軸状
に回転自在に支持する。軸芯間距離規制部材１４が軸方
向に移動したとしても、ストレート穴１４ｂにより支持
された軸４Ａは影響されずに当初の位置を保持し続ける
ものである。

【００１１】一方、側板のネジ穴３ｈには、スラスト位
置調整機構であるつまみネジ１６の先端部が螺合すると
ともに、つまみネジ１６の基部は軸芯間距離規制部材１
４を貫通して取り付けられている。このつまみネジ１６
の締め込み度合いによって軸芯間距離規制部材１４のテ
−パ−付コロ１２に対するスラスト位置を任意の位置に
調整できるようになっている。この調整により加熱ロー
ラ１と加圧ロ−ラ４の軸芯間距離を調整することがで
き、その結果として両ロ−ラ間に形成されるニップ幅を
調整することができる。この形態例では、つまみネジ１
６を締め付けることにより軸芯間極規制部材１４が側板
３ａ，３ｂに接近する方向へ移動するので、加熱ローラ
１は加圧ローラ４から離間する方向へ移動する。一方つ
まみネジ１６を弛めることにより軸芯間極規制部材１４
が側板３ａ，３ｂから離間する方向へ移動するので、加
熱ローラ１は加圧ローラ４に接近する方向へ移動する。
なお、この形態例では、軸芯間極規制部材１４のテ−パ
−付コロ１２を加熱ローラ１側に設けたが、この形態例
とは逆に加圧ローラ４側に設けてもよいことは勿論であ
る。なお、上記説明では、定着装置を構成するローラを
例示したが、これは一例に過ぎず、本発明は、定着装置
と同様にロ−ラ間にニップを形成し、このニップを介し
て所定の機能を発揮させる転写ロ−ラ、現像ロ−ラ、帯
電ロ−ラ等についても適用可能である。即ち、本発明
は、用紙等の搬送技術あるいは、用紙を搬送せずともロ
−ラ間に形成されたニップを介して機能を作用させる帯
電ロ−ラ等にも応用可能である。従って、適用対象によ
っては、軸芯間距離管理手段を両ローラに設けてもよ
い。

【００１２】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
ロ−ラ間の軸芯間距離を管理する軸芯間距離管理手段
（コロ９、コロ９’＋ノブ１１、軸芯間距離規制部材１
４）を備えることにより、両ロ−ラ間に押圧を与える加
圧機構の精度に関わらず、両ロ−ラ間に形成されるニッ
プ幅を精度良く管理することができる。請求項２の発明
によれば、上記軸芯間距離管理手段を、一方のロ−ラの
両端軸部外周に同軸に遊嵌された円盤状のコロから構成
し、このコロは他方のローラの外周面よりも硬質、高剛
性であるので、簡易な構成で両ロ−ラの軸芯間距離をロ
−ラ全幅に渡って精度良く管理することができる。請求
項３の発明によれば、軸芯間距離管理手段が、ロ−ラ対
の両軸芯間距離を直接規制する軸芯間距離規制部材であ
ることにより、簡易な構成で両ロ−ラの軸芯間距離をロ
−ラ全幅に渡って精度良く管理することができる。請求
項４の発明によれば、円盤状のコロの中心孔をロ−ラの
軸端部に対して回動自在に保持したので、コロは相手方
のローラの外周面と接して連れ回りすることとなり、ロ
−ラと付き当て部材の外周差によりロ−ラ間に回転ムラ
・トルク増加といった副作用を生じさせることなく、請
求項１記載の効果を得ることができる。請求項５の発明
によれば、コロ状の付き当て部材の外周半径が多段的あ
るいは連続的に変化する形状となっており、この付き当
て部材のロ−ラに対する角度位置を調整する角度調整機
構を備えることにより、ニップ量を多段的あるいは連続
的に調整することができるようになり、多様な条件に対
して対応が可能となる。請求項６の発明によれば、軸芯
間距離規制手段が、少なくとも一方のロ−ラの軸端部に
同軸状に取り付けられたテ−パ−付コロと、該テ−パ−
付コロと嵌合するテ−パ−穴を有する軸芯間距離規制部
材であり、テ−パ−付コロと軸芯間距離規制部材の両テ
−パ−面間の嵌合度合いを調整するスラスト位置調整機
構を備えることにより、ニップ量を多段的あるいは連続
的に調整することができるようになり、多様な条件に対
して対応が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の形態例の要部構成斜視図。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の形態例の要
部構成斜視図。

【図３】本発明の第３の形態例の要部構成斜視図。

【符号の説明】

１ 加熱ローラ、２ 軸受、３ａ，３ｂ 側板、４ 加
圧ロ−ラ、５ 軸受、６スタッド、７ レバ−、８ 引
張りコイルバネ、９、９′コロ（軸芯間距離管理手
段）、１０ ベアリング、１１ ノブ、１１ａ 突起、
１４ 軸芯間距離規制部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/20 １０７ Ｇ０３Ｇ 15/20 １０７

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一対のロ−ラ対よりなり、両
   ロ−ラ間の圧接部に形成されるニップ部により用紙を挟
   持し搬送する用紙搬送装置において、 少なくとも一方のロ−ラの軸端部に両ロ−ラ間の軸芯間
   距離を管理する軸芯間距離管理手段を設けたことを特徴
   とするニップ量管理装置。
2. 【請求項２】 上記軸芯間距離管理手段が、上記一方の
   ロ−ラの軸端部に設けられた円盤状のコロであり、該コ
   ロは上記一方のロ−ラとは外径乃至剛性が異なることを
   特徴とする請求項１に記載のニップ量管理装置。
3. 【請求項３】 上記軸芯間距離管理手段が、上記ロ−ラ
   対の両軸芯間距離を直接規制する軸芯間距離規制部材で
   あることを特徴とする請求項１に記載のニップ量管理装
   置。
4. 【請求項４】 上記コロを上記ロ−ラの軸端部に対して
   同軸状かつ回動自在に遊嵌したことを特徴とする請求項
   １乃至２に記載のニップ量管理装置。
5. 【請求項５】 上記コロの外周半径が多段的あるいは連
   続的に変化する形状となっており、このコロの上記他方
   のロ−ラに対する角度位置を調整する角度調整機構を備
   えたことを特徴とする請求項１、２、４に記載のニップ
   量管理装置。
6. 【請求項６】 上記軸芯間距離規制手段が、少なくとも
   一方のロ−ラの軸端部に同軸状に取り付けられたテ−パ
   −付コロと、該テ−パ−付コロと嵌合するテ−パ−穴を
   有する軸芯間距離規制部材であり、該テ−パ−付コロと
   該軸芯間距離規制部材の両テ−パ−面の嵌合度合いを調
   整するスラスト位置調整機構を備えたことを特徴とする
   請求項１、又は３に記載のニップ量管理装置。