JP2011191561A - 転写装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写部材を像担持体に均一に当接させることができ、転写媒体のヨリや撓みの発生を抑制することができる転写装置を提供する。
【解決手段】本発明は、像担持体１に当接し像担持体表面に形成されたトナー像を転写媒体に転写する転写部材を有する転写装置５において、転写部材は複数個に分割されており、複数個に分割された転写部材は各々回転自在になっている構成とした。具体的には、転写部材は少なくとも３箇所以上の複数個に分割された転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃであり、複数個に分割された転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃは同一軸線上に配列されて像担持体１の表面に当接し、各々独立して回転自在になっている。各々の転写ローラを回転自在に配置することで、各々独立した回転が可能となり、像担持体と転写ローラの当接部分において、幅の違う転写媒体を通過させても無理なく従動し、良好な搬送が可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミ、あるいはこれらの機能を備えた複合機等の画像形成装置に関するものであり、より詳しくは、像担持体に形成された画像を転写媒体に転写する転写装置、及びその転写装置を備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体等の像担持体上に着色粉体（トナーと言う）からなる画像（トナー像）を形成した後、転写装置の転写部材により像担持体上の画像を転写媒体（例えば転写紙等の転写材）に転写し、定着して画像を形成している。

このような転写装置を備えた画像形成装置に関する従来技術として、特許文献１（特開平８-３０１２３号公報）には、転写材の種類に影響されることなく転写材を正規の速度で搬送できるとともに、安価且つ容易に製造できる転写ローラを備え、転写ズレ等の画像劣化を解消できる画像形成装置が開示されている。
また、特許文献２（特開２００５−３１６１９９号公報）においては、転写ローラの長手方向に転写バイアスの給電方法を分割する手段を有する転写装置が開示されている。

従来の転写ローラを用いた転写装置では、転写ローラは像担持体である感光体に接触配置され、電圧が印加されることで転写材上に感光体上のトナー像を転写する転写方式である。
また、転写ローラは、導電性金属からなるローラ芯金と、その周囲に導電性弾性体を備えた構成であり、感光体との密着によって転写紙等の転写材に転写を行う転写部材である。

転写ローラは、感光体にローラの全長に亘って当接して、その当接部において転写材を感光体に密着させ、均一な速度で搬送しなければならない。狭幅（Ａ４、Ａ５など）の転写紙においては、幅方向での速度差が殆ど無く、搬送距離も短いので殆ど影響はない。しかし、Ａ０などの広幅の転写紙においては、幅方向で速度バラツキがあり、搬送距離も長いので、速度バラツキ等が徐々に蓄積してしまい、転写紙のコシ（転写紙強度）だけでは許容しきれず、転写紙のヨリ、撓みとなり、転写不良が発生する。

また、搬送だけを考えれば、転写ローラを逆クラウン形状にして、中央部と端部の線速差を利用してヨリができ難くする方法もある。
しかし、中央部と端部では、中央部の荷重の掛かりが弱くなるため、転写電流が流れにくくなり、転写不良が生じるといった欠点がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、転写部材（転写ローラ）を像担持体に均一に当接させることができ、転写媒体のヨリや撓みの発生を抑制することができる転写装置を提供することを目的とし、さらには、その転写装置を備え、転写不良等の発生を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では以下の［１］〜［６］に示す解決手段を採っている。
［１］：像担持体に当接し該像担持体表面に形成されたトナー像を転写媒体に転写する転写部材を有する転写装置において、前記転写部材は複数個に分割されており、該複数個に分割された転写部材は、各々回転自在になっていることを特徴とする（請求項１）。
［２］：［１］に記載の転写装置において、前記転写部材は少なくとも３箇所以上の複数個に分割された転写ローラであり、該複数個に分割された転写ローラは同一軸線上に配列されて前記像担持体の表面に当接し、各々独立して回転自在になっていることを特徴とする（請求項２）。
［３］：［１］に記載の転写装置において、前記転写部材は少なくとも３箇所以上の複数個に分割された転写ローラであり、該複数個に分割された転写ローラは同一軸線上に配列されて前記像担持体の表面に当接し、該複数個の転写ローラのうちの両端に位置する転写ローラは、前記像担持体を回転駆動する駆動装置によって回転駆動され、残りの転写ローラは、前記像担持体との当接部、または該当接部を通過する前記転写媒体との接触抵抗により同一表面線速で連れ周りすることを特徴とする（請求項３）。
［４］：［１］に記載の転写装置において、前記転写部材は少なくとも３箇所以上の複数個に分割された転写ローラであり、該複数個に分割された転写ローラは同一軸線上に配列されて前記像担持体の表面に当接し、該複数個の転写ローラのうちの両端に位置する転写ローラは、前記像担持体を回転駆動する駆動装置とは別の独立した駆動装置から回転駆動され、残りの転写ローラは、前記像担持体との当接部、または該当接部を通過する前記転写媒体との接触抵抗により同一表面線速で連れ周りすることを特徴とする（請求項４）。
［５］：［１］に記載の転写装置において、前記転写部材は少なくとも３箇所以上の複数個に分割された転写ローラであり、該複数個に分割された転写ローラは同一軸線上に配列されて前記像担持体の表面に当接し、該複数個の転写ローラのうちの両端に位置する転写ローラは、各々独立した駆動手段を持ち、残りの転写ローラは、前記像担持体との当接部、または該当接部を通過する前記転写媒体との接触抵抗により同一表面線速で連れ周りすることを特徴とする（請求項５）。
［６］：回転駆動されながら表面にトナー像が形成される像担持体と、該トナー像の帯電極性と逆極性の電圧を印加されて、前記像担持体表面のトナー像を転写媒体に転写する転写部材を有する転写装置と、を具備した画像形成装置において、前記転写装置として、［１］乃至［５］のいずれか一つに記載の転写装置を具備したことを特徴とする（請求項６）。

本発明の転写装置では、像担持体に対向された転写部材（転写ローラ）を少なくとも３箇所以上に分割して、各々の転写ローラを回転自在に配置することで、各々独立した回転が可能となり、像担持体と転写ローラの当接部分において、幅の違う転写媒体（転写紙等の転写材）を通過させても、無理なく従動し、良好な搬送が可能となる。

また、本発明の転写装置では、両端に位置する転写ローラのみ像担持体と同一線速で回転駆動させることで、広幅の転写材を搬送する際、中央部の連れ回りするローラとの線速差によって、転写材のヨリや撓みを防止し、良好な搬送を得ることができる。

さらに本発明の転写装置では、両端に位置する転写ローラを、像担持体を回転駆動する駆動装置とは別の独立した駆動装置で回転駆動することにより、両端に位置する転写ローラを像担持体とは別の駆動装置によって自在に回転速度を変化させることができるので、中央部の連れ回りするローラとの線速差を利用して、転写材のヨリや撓みを防止し、更には紙厚などの変化にも対応した微調整が可能となる。

さらに本発明の転写装置では、両端に位置する転写ローラが各々独立した駆動手段を持つことにより、両端に位置する転写ローラは独立した駆動手段によって別々に回転速度を変化させることができるので、中央部の連れ回りするローラとの線速差を利用して転写材のヨリや撓みを防止し、更には紙厚などの変化にも対応でき、また、ローラどうしの回転バラツキも修正できる。

本発明の画像形成装置では、転写装置として上記の構成及び効果を有する転写装置を備えたので、転写材のヨリや撓みの発生を防止でき、転写不良の発生を防止することができる。

本発明の転写装置を備えた画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る転写装置の転写ローラの一実施例を示す概略要部斜視図である。 転写ローラを用いた転写装置の転写機能について説明する図である。 本発明に係る転写装置の転写ローラの詳細説明図であり、（ａ）は感光体と転写ローラの全体を示す概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部の詳細を示す要部拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の転写装置を備えた画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
この画像形成装置２０はプリンタの一例を示しているが、排紙トレイ１５の上部に原稿読取装置（イメージスキャナ）を設置することにより、プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を備えたデジタル複合機として用いることができる。

図１において、符号１は像担持体としてのドラム状の感光体であり、この感光体１の周囲には、帯電装置２、書き込み装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６が配設されている。また、感光体１と転写装置５との間の転写部には、給紙部の給紙カセット７から給紙ローラ８、分離ローラ９、搬送ローラ１０、レジストローラ１１を介して転写媒体である転写紙等の転写材Ｐが給紙されるようになっている。さらに転写装置５の転写材搬送方向下流側には定着装置１２や複数の搬送ローラ１３、排紙ローラ１４等が設けられている。

画像形成動作が開始されると、感光体１は図示省略の駆動装置により図中に矢印で示す時計回り方向に回転され、帯電装置２により均一な表面電位になるように放電あるいは注入により電荷が付与され、帯電された感光体１に、露光手段である書き込み装置３により画像情報に応じた光が照射されて静電潜像が形成される。現像装置４の現像剤担持体（現像ローラ）は、現像領域で感光体１と現像剤層を介して接触しており、現像装置４の現像剤担持体に担持された２成分現像剤（着色粉体からなるトナーと、磁性粒子（キャリア）を混合した現像剤）または１成分現像剤（トナーのみからなる現像剤）のトナーで潜像が顕像化される。感光体１０１上で顕像化されたトナー像は、給紙部の給紙カセット７から給紙ローラ８と分離ローラ９により１枚ずつ給紙され、搬送ローラ１０とレジストローラ１１を介して給紙された転写材（以下、転写紙とする）Ｐに転写装置５の転写部材（後述する転写ローラ）により転写される。トナー像転写後の転写紙Ｐは定着装置１２に搬送され、定着装置１２による定着工程を経て転写紙上に画像が定着される。定着後の転写紙Ｐは、複数の搬送ローラ１３により搬送され、排紙ローラ１４により排紙トレイ１５に排紙される。また、トナー像転写後の感光体１は、クリーニング装置６のクリーニングブレードやクリーニングブラシ等により残留トナー等を除去される。なお、以上の画像形成動作の制御は画像形成装置内の図示省略の制御部のコントローラによって制御される。

以上、画像形成装置の一実施形態を示したが、本発明に係る画像形成装置は図１に示す構成例に限定されるものではない。例えば図１は単色画像の画像形成装置を示しているが、感光体１と帯電装置２、書き込み装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６を備えた画像形成ユニットを転写材搬送方向に４つ並設し、４つの画像形成ユニットでイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像（トナー像）を形成し、転写材Ｐに順次重ねて転写する構成とすれば、タンデム型のカラー画像形成装置の構成とすることができる。また、転写紙Ｐに直接転写するのではなく、中間転写体（中間転写ドラム、中間転写ベルト等）に一次転写した後、二次転写装置の転写ローラで転写紙に二次転写する構成としても良い。なお、この場合は、中間転写体が像担持体となる。

以上のような構成の画像形成装置において、本発明では転写装置５の構成に特徴を有するものである。以下、本発明に係る転写装置５の具体的な実施例について説明する。

図２は本発明に係る転写装置の転写ローラの一実施例を示す概略要部斜視図である。
図１に示した画像形成装置２０の本体フレームや側板等に軸受を介して回転自在に支持された像担持体（ドラム状の感光体）１の表面には、転写装置５の転写部材として、感光体表面に形成されたトナー像の感光体軸方向全幅に亘って当接する転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃが対置されている。本実施例では、この転写ローラが軸方向に少なくとも３箇所以上の複数個に分割されていることを特徴としている。そして、この複数個に分割された転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃは、感光体１の回転軸と平行な同一軸線上に配列されて感光体１の表面に当接し、各々独立して回転自在になっている。なお、図２では、転写ローラは３つのローラ５ａ，５ｂ，５ｃに分割された例を示しているが、これに限るものではなく、３つ以上の４つ、５つ等の複数個に分割してもよい。

ここで転写ローラを用いた転写装置の転写機能について図３を参照して説明する。
この複数個に分割された転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃは、感光体１の軸方向に平行に延び、金属などの剛体より成る導電性の中心軸１６と、その周りに設けられた、当該中心軸１６と同心状に固定された円筒状の弾性体１７とから成り、その弾性体７は、例えば導電性のゴム又は導電性の発泡体などから構成されている。
複数個の転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃの中心軸１６は電気的に導通しており、該中心軸１６には、高圧電源１８によって、感光体１上に形成されたトナー像のトナーＴと逆極性、本実施例ではプラス極性の電圧（転写バイアス）が印加される。

一方、図１に示したように、給紙部の給紙カセット７から給紙ローラ８と分離ローラ９により転写材の一例である転写紙Ｐが１枚ずつ給紙され、搬送ローラ１０とレジストローラ１１を介して転写部に転写紙Ｐが給送され、この転写紙Ｐは、感光体１上に形成されたトナー像に整合する所定のタイミングで感光体１と転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃとの間に矢印Ａで示す向きに送り込まれる。
このとき転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃに印加された上述の電圧（転写バイアス）によって、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃと感光体１との間に電界が形成され、これによって転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃと感光体１との間を送られる転写紙Ｐ上に感光体１上のトナーＴが静電的に移行して当該トナー像が転写紙Ｐ上に転写される。
このように、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃは、その転写ローラ５ａ，５ｃ，５ｂと感光体１との間に送り込まれた転写紙Ｐを介して感光体表面に当接しながら感光体表面のトナー像を転写紙Ｐに転写する。

かかる転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃは、図２及び図４（ａ）に示すように長手方向に少なくとも３つ以上に分割されており、分割された転写ローラ同士は、図４（ｂ）に詳細を示すように、導電性の軸受１９を介して連結され、各々独立して回転自在に支持されている。なお、図４は参考例の一つであり、ローラ間の連結部の隙間は最小限であって、電気的に導通して全てのローラ５ａ，５ｂ，５ｃに同一の電圧が掛かれば問題ない。

この３つ以上に分割された転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃのうち、中間部の転写ローラ５ｂ（図示の例では中間部のローラは１つであるが、転写ローラを４つ以上に分割している場合はローラ数は２以上となる）は、感光体１の回転によって、当接部での接触抵抗により連れ回りする。ただし、転写紙Ｐが給送され感光体１と転写ローラ５ｂとの間にある場合は、転写紙Ｐの搬送速度に沿って回転する。

一方、３つ以上に分割され、軸受１９を介して連結された転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃのうち、両端部の転写ローラ５ａ，５ｃは、図示していない転写ユニットケースに軸受を介して回転自在に支持されている。そして、この両端の転写ローラ５ａ，５ｃと、それ以外のローラは、以下の（１）〜（３）のいずれかのように駆動する構成とするとよい。

（１）複数個の転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃのうちの両端に位置する転写ローラ５ａ，５ｃは、感光体１を回転駆動する駆動装置（図示省略の駆動モータ、及び、ギヤ、クラッチ、プーリ又は歯付きプーリ、ベルト又は歯付きベルト等の駆動伝達手段を用いた駆動伝達機構）によって回転駆動され、残りの転写ローラ５ｂは、感光体１との当接部、または該当接部を通過する転写紙Ｐ等の転写媒体との接触抵抗により同一表面線速で連れ周りするようにする。すなわち、感光体１を回転駆動する駆動装置と、両端部の転写ローラ５ａ，５ｂを図示省略の駆動伝達機構で連結することにより、両端部の転写ローラ５ａ，５ｂが感光体１と同駆動で回転駆動され、感光体１と同一線速で回転するようにする。

（２）複数個の転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃのうちの両端に位置する転写ローラ５ａ，５ｃは、感光体１を回転駆動する駆動装置とは別の独立した駆動装置（図示省略の駆動モータ、及び、ギヤ、クラッチ、プーリ又は歯付きプーリ、ベルト又は歯付きベルト等の駆動伝達手段を用いた駆動伝達機構）から回転駆動され、残りの転写ローラ５ｂは、感光体１との当接部、または該当接部を通過する転写紙Ｐ等の転写媒体との接触抵抗により同一表面線速で連れ周りするようにする。すなわち、感光体１を回転駆動する駆動装置とは別の独立した駆動装置により両端部の転写ローラ５ａ、５ｃが連動して回転駆動され、両端部の転写ローラ５ａ、５ｃが同一線速で回転するようにする。

（３）複数個の転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃのうちの両端に位置する転写ローラ５ａ，５ｃは、各々独立した駆動手段（図示省略の駆動モータ、及び、ギヤ、クラッチ、プーリ又は歯付きプーリ、ベルト又は歯付きベルト等の駆動伝達手段を用いた駆動伝達機構）を持ち、残りの転写ローラ５ｂは、感光体１との当接部、または該当接部を通過する転写紙Ｐ等の転写媒体との接触抵抗により同一表面線速で連れ周りするようにする。すなわち、感光体１の駆動装置とは別の駆動手段（駆動装置）を両端部の転写ローラ５ａ、５ｃが各々有し、それぞれ独立して回転駆動されるようにする。

以上のように、本実施例の転写装置５では、転写ローラを３つ以上のローラ５ａ，５ｂ，５ｃに分割し、中央部のローラ５ｂに対して、両端部のローラ５ａ，５ｃを別に駆動するようにし、中央部のローラ５ｂと両端部のローラ５ａ，５ｃの線速差を利用して、転写紙Ｐ等の転写媒体の撓みやヨリを防止するものである。

すなわち、本実施例の転写装置５では、感光体１に対向された転写ローラを少なくとも３箇所以上に分割して、各々の転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃを回転自在に配置することで、各々独立した回転が可能となり、感光体１と転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃの当接部分において、幅の違う転写紙Ｐ等の転写媒体を通過させても、無理なく従動させることができ、良好な搬送が可能となる。

また、本実施例の転写装置５では、上記の（１）のように、両端に位置する転写ローラ５ａ，５ｃのみ感光体１と同一線速で回転駆動させることで、広幅の転写紙Ｐ等の転写媒体を搬送する際、中央部の連れ回りするローラ５ｂとの線速差によって、転写媒体のヨリや撓みを防止し、良好な搬送を得ることができる。

さらに本実施例の転写装置５では、上記の（２）のように、両端に位置する転写ローラ５ａ，５ｃを、感光体１を回転駆動する駆動装置とは別の独立した駆動装置で回転駆動することにより、両端に位置する転写ローラ５ａ，５ｂを感光体１とは別の駆動装置によって自在に回転速度を変化させることができるので、中央部の連れ回りするローラ５ｂとの線速差を利用して、転写紙Ｐ等の転写媒体のヨリや撓みを防止し、更には紙厚などの変化にも対応した微調整が可能となる。

さらに本実施例の転写装置５では、上記の（３）のように、両端に位置する転写ローラ５ａ，５ｂが各々独立した駆動手段を持つことにより、両端に位置する転写ローラ５ａ，５ｃは独立した駆動手段（駆動装置）によって別々に回転速度を変化させることができるので、中央部の連れ回りするローラ５ｂとの線速差を利用して転写紙Ｐ等の転写媒体のヨリや撓みを防止し、更には紙厚などの変化にも対応でき、また、ローラどうしの回転バラツキも修正できる。

なお、上記の（２）または（３）のようにして両端のローラ５ａ，５ｃを駆動する構成の場合は、画像形成装置の操作部（図示省略）から入力された用紙情報（転写材サイズと転写材の種類（普通紙、葉書、厚紙、封筒、ＯＨＰシートなど）等）に応じて、制御部のコントローラ（図示省略）により、両端のローラ５ａ，５ｃを駆動する駆動装置を制御し、用紙情報に応じて両端のローラ５ａ，５ｃの回転速度を変化（調整）するようにすると良い。

以上説明したように、本発明に係る転写装置５では、転写部における転写媒体（転写紙等）の搬送不良によるヨリや撓みの発生を防止できるので、この転写装置５を図１に一例を示したような画像形成装置２０に備えることにより、転写媒体（転写紙等）のヨリや撓みの発生に起因する転写不良の発生を防止することができ、良好な転写画像を得ることができる。

１：感光体（像担持体）
２：帯電装置
３：書き込み装置
４：現像装置
５：転写装置
５ａ，５ｂ，５ｃ：転写ローラ（転写部材）
６：クリーニング装置
７：給紙カセット
８：給紙ローラ
９：分離ローラ
１０：搬送ローラ
１１：レジストローラ
１２：定着装置
１３：搬送ローラ
１４：排紙ローラ
１５：排紙トレイ
１６：中心軸
１７：弾性体
１８：高圧電源
１９：軸受
２０：画像形成装置
Ｐ：転写紙（転写材（転写媒体））

特開平８-３０１２３号公報 特開２００５−３１６１９９号公報

Claims (6)

1. 像担持体に当接し該像担持体表面に形成されたトナー像を転写媒体に転写する転写部材を有する転写装置において、
   前記転写部材は複数個に分割されており、該複数個に分割された転写部材は、各々回転自在になっていることを特徴とする転写装置。
2. 請求項１に記載の転写装置において、
   前記転写部材は少なくとも３箇所以上の複数個に分割された転写ローラであり、該複数個に分割された転写ローラは同一軸線上に配列されて前記像担持体の表面に当接し、各々独立して回転自在になっていることを特徴とする転写装置。
3. 請求項１に記載の転写装置において、
   前記転写部材は少なくとも３箇所以上の複数個に分割された転写ローラであり、該複数個に分割された転写ローラは同一軸線上に配列されて前記像担持体の表面に当接し、該複数個の転写ローラのうちの両端に位置する転写ローラは、前記像担持体を回転駆動する駆動装置によって回転駆動され、残りの転写ローラは、前記像担持体との当接部、または該当接部を通過する前記転写媒体との接触抵抗により同一表面線速で連れ周りすることを特徴とする転写装置。
4. 請求項１に記載の転写装置において、
   前記転写部材は少なくとも３箇所以上の複数個に分割された転写ローラであり、該複数個に分割された転写ローラは同一軸線上に配列されて前記像担持体の表面に当接し、該複数個の転写ローラのうちの両端に位置する転写ローラは、前記像担持体を回転駆動する駆動装置とは別の独立した駆動装置から回転駆動され、残りの転写ローラは、前記像担持体との当接部、または該当接部を通過する前記転写媒体との接触抵抗により同一表面線速で連れ周りすることを特徴とする転写装置。
5. 請求項１に記載の転写装置において、
   前記転写部材は少なくとも３箇所以上の複数個に分割された転写ローラであり、該複数個に分割された転写ローラは同一軸線上に配列されて前記像担持体の表面に当接し、該複数個の転写ローラのうちの両端に位置する転写ローラは、各々独立した駆動手段を持ち、残りの転写ローラは、前記像担持体との当接部、または該当接部を通過する前記転写媒体との接触抵抗により同一表面線速で連れ周りすることを特徴とする転写装置。
6. 回転駆動されながら表面にトナー像が形成される像担持体と、
   該トナー像の帯電極性と逆極性の電圧を印加されて、前記像担持体表面のトナー像を転写媒体に転写する転写部材を有する転写装置と、
   を具備した画像形成装置において、
   前記転写装置として、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の転写装置を具備したことを特徴とする画像形成装置。

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