JP2001228729A

JP2001228729A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001228729A
Application number: JP2000039169A
Authority: JP
Inventors: Masashi Hirai; 政志平井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2001-08-24
Anticipated expiration: 2020-02-17
Also published as: US6411792B2; US20010018000A1; JP3647709B2

Abstract

(57)【要約】【課題】カラー画像形成装置にクラウン形状の転写ロ
ーラを適用すると、転写領域の最下流側の転写時には、
記録紙上にトナー層が２層若しくは２層に積層されてい
るため、転写ローラの軸方向の中央部と両端部との転写
圧力が大きく異なり、両端部の転写圧力が中央部の転写
圧力よりも非常に弱くなり、この両端部でのトナーの転
写状態が不安定となり、良好な転写状態が得られない。【解決手段】用紙へトナー像を転写する転写領域Ｔ上
流側にクラウン状に形成した転写ローラ２９ａを配設す
ると共に、下流側にストレート状に形成した転写ローラ
２９ｄを配設している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー像を転写媒
体に転写する転写領域に並設される複数の像担持体と、
該像担持体に対応し、当該像担持体に担持されたトナー
像を転写媒体に転写する表面を弾性部材で形成された転
写ローラとを備えた画像形成装置に関し、特に、この画
像形成装置に用いられ、転写したトナー像の白抜けや定
着不良の発生を防止する転写装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置は、像担持体と、こ
の像担持体に圧接し、当該像担持体に担持されたトナー
像を転写紙に転写する表面を弾性材料で形成したストレ
ート状の転写ローラとを備えていた。

【０００３】ところが、転写ローラがストレート形状の
ものであると、記録紙の紙目方向と記録紙の搬送方向と
の関係等により、記録紙後端に画像の白抜けが発生し易
くなる。この記録紙後端の白抜け現象は、高湿環境下に
て、主として発生し、その現象は、高湿環境下において
吸湿状態の不均一な記録紙を使用したときに発生し易
く、また、記録紙の紙目方向と記録紙の進行（搬送）方
向とが変更状態になったときに、特に発生し易くなる。

【０００４】また、高湿環境下に記録紙を束ねた状態
で、カセット内に１５時間以上放置し、束ねられた状態
で放置しておくと、下方側にある記録紙は、外気に曝さ
れている記録紙端部と、外気に曝されていない中心部と
の間で、吸湿状態の異なる状態になる。後端の白抜け現
象は、このような吸湿状態が不均一な状態で発生し易
く。これに対し、束ねて放置された記録紙の上方側は記
録紙が均一に吸湿しているため後端の白抜け現象は生じ
難い。

【０００５】このような白抜けを防止するために、特開
平４−２２９８０号公報に記載されているように、転写
ローラをクラウン状に形成したものがあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなクラウン
形状の転写ローラを、トナー像を記録紙に転写する転写
領域に並設される複数の像担持体と、該像担持体に対応
し、当該像担持体に担持されたトナー像を記録紙に転写
する表面を弾性部材で形成された転写ローラとを備えた
カラー画像形成装置に適用すると、転写領域の最下流側
の転写時には、記録紙上にトナー層が２層若しくは２層
に積層されているため、転写ローラの軸方向の中央部と
両端部との転写圧力が異なり、両端部の転写圧力が中央
部の転写圧力よりも弱くなり、この両端部でのトナーの
転写状態が不安定となり、この状態で定着装置に記録紙
が搬送され定着が行われると、良好な定着状態が得られ
ないという問題を生じていた。

【０００７】本発明の画像形成装置は上記の問題に鑑み
なされたものであり、転写媒体へトナー像を転写する転
写領域上流側の転写ローラをクラウン状に形成すると共
に、下流側の転写ローラをストレート状に形成すること
により、転写媒体へのトナー像の転写時の白抜けや定着
不良を防止することを目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、トナー像を転写媒体に転写する転写領
域に並設される複数の像担持体と、該像担持体に対応
し、当該像担持体に担持されたトナー像を転写媒体に転
写する表面を弾性部材で形成された転写ローラとを備
え、上記転写媒体へトナー像を転写する転写領域上流側
にクラウン状に形成した転写ローラを配設すると共に、
下流側にストレート状に形成した転写ローラを配設して
いる。

【０００９】上記構成によれば、転写領域上流側の転写
ローラにおいては、転写媒体を中央から両端側へ引き伸
ばしながら搬送し、トナー像の記録媒体への転写を効果
的に行い、転写領域下流側の転写ローラにおいては、記
録媒体への圧接力を均一にしてトナー像の転写を行った
後、定着装置により定着を行うので、排出時の記録媒体
のバタツキを防ぐことができ、高湿環境下においても、
白抜け現象や転写，定着不良を防ぐことが可能となる。

【００１０】本発明は、転写領域に並設される転写ロー
ラの形状を、転写領域の上流側から下流側に向けてクラ
ウン形状のクラウン量を段階的に小さくしている。

【００１１】上記構成によれば、記録媒体へ転写された
トナーのトナー層厚が大きくなるにしたがって、転写ロ
ーラの中央部と両端部での記録媒体への圧接力の差を小
さくすることにより、転写されたトナー像の上へのトナ
ー像の転写を良好に行うことが可能となる。

【００１２】本発明は、転写ローラの軸方向の中央部と
端部との間の表面が、中央表面部と端部とを結ぶ直線よ
り外側に膨出したクラウン状に形成している。

【００１３】上記構成によれば、転写ローラの中央部と
端部との間における圧接力不足を生じることなく、転写
媒体に対して軸方向にバランスよく圧接力を加えること
ができ、白抜け現象等のない良好な転写を行うことが可
能となる。

【００１４】本発明は、クラウン形状の転写ローラの表
面硬度を２８度〜３０度に形成している。

【００１５】上記構成によれば、クラウン形状の転写ロ
ーラにおける軸方向の転写媒体への圧接力をより安定し
た状態で加えることができ、白抜け現象等のない良好な
転写を行うことが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の画像形成装置であるデジ
タルカラー複写機の実施形態を図とともに説明する。

【００１７】図１は、本実施形態のデジタルカラー複写
機の構成を示す断面図であり、複写機本体１の上面に
は、原稿台２が設けられ、、複写機本体１の内部には、
画像読み取り部３および画像形成部４が設けられてい
る。

【００１８】上記原稿台２の上面には、当該原稿台２に
対して開閉可能な状態で支持され、原稿台２面に対して
所定の位置関係をもって両面自動原稿送り装置（ＲＡＤ
Ｆ）５が装着されている。

【００１９】さらに、上記ＲＡＤＦ５は、まず、原稿の
一方の面が原稿台２の所定位置において画像読み取り部
３に対向するように原稿を搬送し、この一方の面につい
ての画像読み取りが終了した後に、他方の面が原稿台２
の所定位置において画像読み取り部３に対向するよう原
稿を反転して原稿台２に向って搬送する。

【００２０】そして、上記ＲＡＤＦ５は、１枚の原稿に
ついて両面の画像読み取りが終了した後にこの原稿を排
出し、次ぎの原稿についての両面搬送動作を実行する。

【００２１】上記原稿の搬送および表裏反転の動作は、
複写機全体の動作に関連して制御されるものである。

【００２２】上記画像読み取り部３は、原稿台２の下方
に配置されており、該原稿台２の下面に沿って平行に往
復移動する原稿走査体6と、光学レンズ７と、光電変換
素子であるＣＣＤラインセンサ８とを有し、上記ＲＡＤ
Ｆ５により原稿台２上に搬送されてきた原稿の画像を読
み取る。

【００２３】上記原稿走査体６は、第１の走査ユニット
６−１と、第２の走査ユニット６−２とから構成されて
いる。第１の走査ユニット６−１は、原稿画像表面を露
光する露光ランプ９と、原稿からの反射光像を所定の方
向に向って偏向する第１ミラー１０とを有し、原稿台２
の下面に対して一定の距離を保ちながら所定の走査速度
で平行に往復移動する。

【００２４】上記第２の走査ユニット６−２は、第１の
走査ユニット６−１の第１ミラー１０により偏向された
原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向って偏向す
る第２ミラー１１および第３ミラー１２とを有し、第１
の走査ユニット６−１と一定の速度関係を保って平行に
往復移動する。

【００２５】上記光学レンズ７は、第２の走査ユニット
６−２の第３ミラー１２により偏向された原稿からの反
射光像を縮小し、ＣＣＤラインセンサ８上の所定位置に
結像させる。該ＣＣＤラインセンサ８は、結像された光
像を順次光電変換して電気信号として出力する。

【００２６】上記ＣＣＤラインセンサ８は、白黒画像あ
るいはカラー画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の各色成分に色分解したラインデータを出力する
ことができる３ラインのカラーＣＣＤである。このＣＣ
Ｄラインセンサ８により電気信号に変換された原稿画像
情報は、さらに、図示しない画像処理部に転送されて所
定の画像データ処理が施される。

【００２７】次に、上記画像形成部４の構成、および画
像形成部４に係わる各部の構成について説明する。

【００２８】上記画像形成部４の下方には、給紙カセッ
ト１３内に積載収容されている転写部材である用紙Ｐを
１枚ずつ分離して、画像形成部４に向って供給する給紙
機構１４が設けられている。

【００２９】そして、１枚ずつ分離供給された用紙Ｐ
は、画像形成部４の手前に配置された一対のレジストロ
ーラ１５によりタイミングが制御されて画像形成部４に
搬送される。さらに、片面に画像が形成された用紙Ｐ
は、画像形成部４の画像形成にタイミングを合わせて上
記画像形成部４に再度供給される。

【００３０】また、上記画像形成部４の下方には、転写
搬送ベルト機構１６が配置されている。該転写搬送ベル
ト機構１６は、駆動ローラ１７と従動ローラ１８との間
に略平行に伸びるように張架された転写搬送ベルト１９
に用紙Ｐを静電吸着させて搬送するようになっている。

【００３１】さらに、用紙搬送路における転写搬送ベル
ト機構１６の下流側には、用紙上に転写形成されたトナ
ー像を用紙Ｐ上に定着させるための定着装置２０が配置
されている。この定着装置２０の一対の定着ローラ間に
おけるニップ部を通過した用紙Ｐは、搬送方向切り換え
ゲート２１を経て、排出ローラ２２により複写機本体１
の外壁に取り付けられている排紙トレイ２３上に排出さ
れる。

【００３２】上記切り換えゲート２１は、定着後の用紙
Ｐの搬送径路を、複写機本体１から用紙Ｐを排出する径
路と、画像形成部４に向って用紙Ｐを再供給する径路と
の間で選択的に切り換えるものである。切り換えゲート
２１により再び画像形成部４に向って搬送方向が切り換
えられたとき、搬送された用紙Ｐは、スイッチバック搬
送径路２４を介して表裏反転された後、再度画像形成部
４へと供給される。

【００３３】また、画像形成部４における転写搬送ベル
ト１９の上方には、転写搬送ベルト１９に近接して、第
１の画像形成ステーション２５ａ、第２の画像形成ステ
ーション２５ｂ、第３の画像形成ステーション２５ｃ、
および第４の画像形成ステーション２５ｄが用紙搬送径
路の上流側から順に並設されている。

【００３４】上記転写搬送ベルト１９は、駆動ローラ１
７によって図１において矢印Ｚで示す方向に摩擦駆動さ
れ、前述したように給紙機構１４を通じて給送される用
紙Ｐを把持し、用紙Ｐを上記画像形成ステーション２５
ａ〜２５ｄへと搬送する。

【００３５】各画像形成ステーション２５ａ〜２５ｄ
は、実質的に同一の構成を有している。各画像形成ステ
ーション２５ａ〜２５ｄは、図１に示す矢印Ｆ方向に回
転駆動される像担持体、例えば、感光体ドラム２６ａ〜
２６ｄをそれぞれ有している。

【００３６】各感光体ドラム２６ａ乃至２６ｄの周辺に
は、感光体ドラム２６をそれぞれ一様に帯電する複数の
帯電器２７ａ〜２７ｄと、感光体ドラム２６上に形成さ
れた静電潜像をそれぞれ現像する複数の現像装置２８ａ
〜２８ｄと、現像された感光体ドラム２６上のトナー像
を用紙Ｐへ転写する複数の転写ローラ２９ａ〜２９ｄ
と、感光体ドラム２６上に残留するトナーを除去する複
数のクリーニング装置３０ａ〜３０ｄとが感光体ドラム
２６の回転方向に沿って順次配置されている。

【００３７】上記転写ローラ２９ａ〜２９ｄは、図２に
示すように、上記感光体ドラム２６ａ〜２６ｄと対応し
て設けられており、該転写ローラ２９ａ〜２９ｄと当該
感光体ドラム２６ａ〜２６ｄとで転写領域（Ｔ）を形成
する。この転写領域（Ｔ）の給紙側（図において右側）
に位置する転写ローラ２９ａはクラウン状（ローラ周面
の軸方向における中央部が両端部よりも凸状となる形
状）に形成され、転写領域（Ｔ）の排出側（図において
左側）に位置する転写ローラ２９ｄはストレート状（ク
ラウン状のように周面に凸部を有しない平坦な形状）に
形成されている。

【００３８】本実施形態における実験によると、転写ロ
ーラ２９のクラウン形状は、長さ（Ｌ）が３０２ｍｍの
転写ローラ２９において、中央部の径（Ｂ）が１４．４
０ｍｍ、両端部の径（Ａ，Ｃ）が１４．００ｍｍの形
状、すなわち、クラウン量（径：１４．４０ｍｍ−径Ａ
および径Ｃ：１４．００ｍｍ）が０．４ｍｍのクラウン
形状が好適に使用される。

【００３９】さらに、その表面は、図４に示すように、
転写ローラ２９の中央部の頂点Ｏと両端部の縁部Ｅとを
結ぶ一点鎖線で示す線分Ｘよりも、転写ローラ２９の表
面が形成する曲線Ｍが、下方に位置しているもの（図４
（ｂ））よりも、上方に位置しているもの（図４
（ａ））方が好ましい。

【００４０】これは、図４（ｂ）に示すようなものであ
れば、線分Ｘよりも下方に位置している部分の加圧力が
他の部分よりも非常に小さくなり、感光体ドラム２６の
トナー像が用紙Ｐに良好に転写されず、抜けが生じるた
めである。

【００４１】さらに、クラウン形状の表面硬度として
は、２８度から３０度程度の硬度を有するもの、例え
ば、カーボンや金属酸化物等の導電性フィラーを分散さ
せた、ウレタンやＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジ
エン共重合体）ゴムが好適に使用される。

【００４２】したがって、前述した転写ローラ２９を用
いるとき、転写領域（Ｔ）の給紙側に設けた転写ローラ
２９ａと感光体ドラム２６ａとのニップ部で挟持された
用紙Ｐを、上記転写ローラ２９ａの表面形状、すなわ
ち、クラウン形状によって、中央部より両端外方方向に
引き伸ばしながら搬送し、それによって、用紙Ｐの後端
部でのしわの発生を防止している。

【００４３】また、転写領域（Ｔ）の排出側に位置する
転写ローラ２９ｄはストレート形状になっているため、
中央部Ｏと両端部Ｅとの圧接力をほぼ同一にした状態で
用紙Ｐを排出することができ、定着装置２０での用紙Ｐ
のバタツキによる両端部での転写不良を防止することが
できる。

【００４４】さらに、用紙Ｐは、転写ローラ２９ａによ
って両端外方方向に引き伸ばされた状態で上記転写搬送
ベルト１９に吸着されるため、給紙側にある転写ローラ
２９ａと排出側にある転写ローラ２９ｄとの間にある転
写ローラ２９ｂ及び転写ローラ２９ｃは、ストレート形
状の転写ローラで構成しても良いが、排出側に向けて順
次クラウン量を小さくした形状に形成する方が転写状態
が良好となる。このクラウン量は、例えば、転写ローラ
２９ｂのクラウン量を０．３ｍｍ、転写ローラ２９ｃの
クラウン量を０．２ｍｍで構成することによって、白抜
け現象や定着す量が生じない、良好な画像が得られる。

【００４５】また、排出側の転写ローラ２９ｄをクラウ
ン量の少ない形状で構成してもよく、この場合は、転写
ローラの圧力を高くすることで、良好な画像を得ること
が可能となる。

【００４６】また、図１において、各感光体ドラム２６
の上方には、レーザビームスキャナユニット３１ａ〜３
１ｄがそれぞれ設けられている。該レーザビームスキャ
ナユニット３１は、画像データに応じて変調されたドッ
ト光を発する半導体レーザ素子（図示せず）と、該半導
体レーザ素子からのレーザビームを主走査方向に偏向さ
せるためのポリゴンミラー（偏向装置）３２と、該ポリ
ゴンミラー３により偏向されたレーザビームを感光体ド
ラム２６表面に結像させるためのｆθレンズ３３及びミ
ラー３４が設けられている。

【００４７】上記レーザビームスキャナユニット３１ａ
にはカラー原稿画像の黒成分像に対応する画素信号が、
レーザービームスキャナユニット３１ｂにはカラー原稿
画像のシアン色成分像に対応する画素信号が、レーザー
ビームスキャナユニット３１ｃにはカラー原稿画像のマ
ゼンタ成分像に対応する画素信号が、そして、レーザー
ビームスキャナユニット３１ｄにはカラー原稿画像のイ
エロー色成分像に対応する画素信号がそれぞれ入力され
る。これにより、色変換された原稿画像情報に対応する
静電潜像が、各感光体ドラム２６上に形成される。

【００４８】そして、現像装置２８ａには黒色のトナー
が、現像装置２８ｂにはシアン色のトナーが、現像装置
２８ｃにはマゼンタ色のトナーが、現像装置２８ｄには
イエロー色のトナーがそれぞれ収納されており、感光体
ドラム２６上の静電潜像は、これら各色のトナーにより
現像される。これにより、画像形成部４にて色変換され
た原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。

【００４９】また、第４の画像形成ステーション２５ｄ
と定着装置２０との間で駆動ローラ１７のほぼ真上部に
は除電器３５が設けられている。この除電器３５には転
写搬送ベルト１９に静電吸着されている用紙Ｐを転写搬
送ベルト１９から分離するための交流電流が印加されて
いる。

【００５０】上記デジタルカラー複写機においては、カ
ットシート状の用紙Ｐが使用される。この用紙Ｐは、給
紙カセット１３から送り出されて給紙機構１４の給紙搬
送径路のガイド内に供給されると、その用紙Ｐの先端部
分がセンサ（図示せず）にて検知され、このセンサから
出力される検知信号に基づいて一対のレジストローラに
より一旦停止される。そして、用紙Ｐは各画像形成ステ
ーション２５とタイミングを取って図１の矢印Ｚ方向に
回転している転写搬送ベルト１９上に送られる。

【００５１】各画像形成ステーション２５ａ〜２５ｄに
おいては、感光体ドラム２６上に形成された各色のトナ
ー像が、転写搬送ベルト１９により静電吸着されて搬送
される用紙Ｐの支持面上で重ね合わされ、順次トナー像
の転写が行われる。

【００５２】上記第４の画像形成ステーション２５ｄに
より軸方向に均一な圧接力が加えられて行われる画像の
転写が完了すると、用紙Ｐは定着装置２０へと導かれ、
トナー画像が定着された用紙Ｐは白抜け現象や定着不良
がない、鮮明否複写画像が形成されて、排紙トレイ２３
上へ排出される。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、トナー像を転写媒体に転写す
る転写領域に並設される複数の像担持体と、該像担持体
に対応し、当該像担持体に担持されたトナー像を転写媒
体に転写する表面を弾性部材で形成された転写ローラと
を備え、上記転写媒体へトナー像を転写する転写領域上
流側にクラウン状に形成した転写ローラを配設すると共
に、下流側にストレート状に形成した転写ローラを配設
しているので、転写領域上流側の転写ローラにおいて、
転写媒体を中央から両端側へ引き伸ばしながら搬送し、
トナー像の記録媒体への転写を効果的に行い、転写領域
下流側の転写ローラにおいて、記録媒体への圧接力を均
一にしてトナー像の転写を行った後、定着装置により定
着を行うことができ、排出時の記録媒体のバタツキを防
ぐことができ、高湿環境下においても、白抜け現象や転
写，定着不良を防ぐことができる。

【００５４】本発明は、転写領域に並設される転写ロー
ラの形状を、転写領域の上流側から下流側に向けてクラ
ウン形状のクラウン量を段階的に小さくしているので、
記録媒体へ転写されたトナーのトナー層厚が大きくなる
にしたがって、転写ローラの中央部と両端部での記録媒
体への圧接力の差を小さくすることができ、転写された
トナー像の上へのトナー像の転写を良好に行うことがで
きる。

【００５５】本発明は、転写ローラの軸方向の中央部と
端部との間の表面が、中央表面部と端部とを結ぶ直線よ
り外側に膨出したクラウン状に形成しているので、転写
ローラの中央部と端部との間における圧接力不足を生じ
ることなく、転写媒体に対して軸方向にバランスよく圧
接力を加えることができ、白抜け現象等のない良好な転
写を行うことができる。

【００５６】本発明は、クラウン形状の転写ローラの表
面硬度を２８度〜３０度に形成しているので、クラウン
形状の転写ローラにおける軸方向の転写媒体への圧接力
をより安定した状態で加えることができ、白抜け現象等
のない良好な転写を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の実施形態を示す断面図
である。

【図２】図１の転写領域の構成を示す断面図である。

【図３】図１の転写ローラを示す断面図である。

【図４】（ａ）は本実施形態における転写ローラのクラ
ウン形状を示す説明図、（ｂ）は本実施形態と比較する
ための比較例の転写ローラのクラウン形状を示す説明図
である。

【符号の説明】

１複写機本体１９転写搬送ベルト２０定着装置２６感光体ドラム２９転写ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｃ 13/00 Ｆ１６Ｃ 13/00 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像を転写媒体に転写する転写領域
に並設される複数の像担持体と、該像担持体に対応し、
当該像担持体に担持されたトナー像を転写媒体に転写す
る表面を弾性部材で形成された転写ローラとを備えた画
像形成装置において、上記転写媒体へトナー像を転写する転写領域上流側にク
ラウン状に形成した転写ローラを配設すると共に、下流
側にストレート状に形成した転写ローラを配設したこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記の転写領域に並設される転写ローラ
の形状を、転写領域の上流側から下流側に向けてクラウ
ン形状のクラウン量を段階的に小さくしたことを特徴と
する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】上記転写ローラは、転写ローラの軸方向
の中央部と端部との間の表面が、中央表面部と端部とを
結ぶ直線より外側に膨出したクラウン状に形成したこと
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】上記クラウン形状の転写ローラの表面硬
度を２８度〜３０度に形成したことを特徴とする請求項
１記載の画像形成装置。