JP2559152B2 - 転写ローラ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真方式の複写機やプリンター等に適
用される転写ローラ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、フルカラー複写機においては、通常、感光体
ベルト上に、イエロー・マゼンダ・シアンのトナー像を
個別に形成した後、それらを、一旦、中間転写ベルト上
に重ね合わせ状態で順次転写し、次いで、この中間転写
ベルト上に重ね合わされたトナー像を用紙に転写するよ
うになっている。

中間転写ベルトから用紙への転写は、第６図に示すよ
うに、ゴム製のバックアップローラ41により中間転写ベ
ルト42を背面側から支持し、用紙43を中間転写ベルト42
に重なるように供給しながら、金属性の転写ローラ44を
上記バックアップローラ41に対応する位置で用紙43を介
して中間転写ベルト42に圧接し、この状態で、転写ロー
ラ44とバックアップローラ41側との間に転写電圧を印加
することにより行われる。なお、上記のような転写ロー
ラ44は、上記転写時における圧接圧力分布を極力均一な
ものとするために、例えば円筒度が0.01mm程度以内の加
工精度にて製作されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来は、転写ローラ44が上記の許容円
筒度以内であっても、第７図に示すように、両端側より
も中央側ほど外径が大きい場合、例えば、その円筒度Δ
Ｄが上記許容限度0.01mmに近い形状（以下、0.01クラウ
ン形状という）である場合等には、転写ローラ44とバッ
クアップローラ41との間の圧力分布が中央部側ほど高く
なるために、第６図のように、腰の弱い用紙等において
は中央側の圧力の高い方向に向かう力によって用紙43に
うねりが発生し、さらに、皺45…を生じさせて転写ロー
ラ44とバックアップローラ41との間から送り出される結
果となる。この状態においては、転写時における中間転
写ベルト42への用紙43の均一な密着状態が維持されず、
このため、転写不良を生じるという問題を生じている。

本発明は、上記に鑑みなされたものであって、その目
的は、転写時における用紙のうねりの発生を低減し、こ
れにより転写不良を低減し得ると共に、さらに、そのた
めの構成をより簡素なものとし得る転写ローラ装置を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明の請求項第１項の転写ローラ装置は、
給紙ローラ等の用紙搬送手段より供給されてくる用紙
と、前記中間転写ベルト等の像形成体とを転写ローラと
バックアップローラとで挟み込み、これらを加圧しなが
ら送り出す間に、像形成体上の像を用紙に転写する転写
ローラ装置において、軸方向両端側よりも中央側の方を
単位長当たりの分割数を多くして複数の円筒部材に分割
した弾性体より成る外周面部材が、上記バックアップロ
ーラに設けられていることを特徴としている。

また、本発明の請求項第２項の転写ローラ装置は、用
紙搬送手段より供給されてくる用紙と像形成体とを転写
ローラとバックアップローラとで挟み込み、これらを加
圧しながら送り出す間に、像形成体上の像を用紙に転写
する転写ローラ装置において、軸方向両端側よりも中央
側の方が弾性係数の大きな弾性体で形成されている外周
面部材が、上記バックアップローラに設けられているこ
とを特徴としている。

なお、本明細書において、「用紙」という語彙は、紙
に限定されないシート状のものを意味するものとする。

〔作用〕

上記請求項第１項の構成によれば、軸方向中央側ほど
大きな弾性変位量がバックアップローラの外周面部材に
生じる場合、この外周面部材は複数の円筒部材に分割さ
れているので、隣接する円筒部材間における各密着端面
を挟む両側での弾性変位量には不連続的な差異を生じ、
したがって、弾性反力にも各密着端面間で不連続的な差
を生じる。このため、これら密着端面上に摩擦力が生
じ、この摩擦力が弾性反力に抗する力として作用するこ
とにより、各円筒部材からは、その弾性変位量に応ずる
力よりも低下した力が、これを押圧する部材に反力とし
て作用する。そして、上記においては、中央側ほど分割
数を多くし、したがって、上記のような摩擦力の発生す
る分割面数を中央側ほど多くすることで、弾性変位量の
大きな中央側を両端側よりも小さな反力の作用状態とす
ることができる。この結果、例えば前記0.01クラウン形
状の転写ローラが上記のバックアップローラに押付けら
れている場合でも、転写ローラとの軸方向中央側の接触
圧力を、両端側よりも小さくすることが可能となる。こ
の結果、従来とは逆に、用紙は、中央部から両サイド方
向への引張りの力が加わりながら搬送されることとなる
ので、従来生じていた皺の発生が抑えられ、これにより
転写不良が低減される。このように、バックアップロー
ラの弾性体より成る外周面部材を分割構成にするという
簡素な構成にて、軸方向両端側での圧接圧を大きくした
用紙の搬送状態を維持することができ、転写不良の低減
を図ることができる。

また、請求項第２項の構成によれば、バックアップロ
ーラは、軸方向中央側よりも両端側ほど弾性係数の大き
な弾性体で形成されていることから、前記0.01クラウン
形状の転写ローラの押付け時においても、弾性変位量と
弾性係数とに比例する反力を、中央側の方が両端側より
も小さくなるようにすることが可能である。したがって
この場合にも、バックアップローラの外周面部材を弾性
係数の異なる弾性体で形成するという簡素な構成にて、
軸方向両端側での圧接圧を大きくし、これにより、皺の
発生が抑制される用紙の搬送状態を維持することがで
き、転写不良の低減を図ることができる。

〔実施例１〕 本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づいて説
明すれば、以下の通りである。なお、本実施例では、転
写ローラ装置をフルカラー複写機において適用した場合
を例示している。

フルカラー複写機には、第３図に示すように、原稿10
が載置される原稿台ガラス１の下方に、露光のための光
学系２が設けられている。この光学系２は、上記の原稿
10に向けて光を照射する露光ランプ2aと、原稿10からの
反射光を図中一点鎖線で示すように感光体ベルト３上に
導く複数の反射ミラー2b…と、光路上に配された結像レ
ンズ2cおよび三原色（赤、緑、青）の色フィルタを有す
るフィルタ装置2dとを備えて構成されている。

前記の感光体ベルト３は、有機感光体（0PC感光体）
から成り、一定間隔をもって平行に配された駆動ローラ
4aと従動ローラ4bとの間に掛け渡されている。この感光
体ベルト３の上面中央付近には現像槽5a・5b・5cが非接
触状態で配されており、これら現像槽5a〜5cには、それ
ぞれイエロー・シアン・マゼンダの各現像剤が収納され
ている。また、この感光体ベルト３における上記従動ロ
ーラ4b側の周囲には、帯電チャージャ6a、除電ランプ6b
の他、感光体ベルト３の下面において、この感光体ベル
ト３上に残留するトナーを除去するためのクリーナ７が
配設されている。

一方、上記駆動ローラ4a側には転写中間装置11が設け
られている。この転写中間装置11には、像形成体として
の中間転写ベルト12が設けられ、この中間転写ベルト12
は、駆動ローラ13a,及び第１従動ローラ13bと、後述す
る転写ローラ25に対しバックアップローラとして機能す
る第２従動ローラ（以下、バックアップローラという）
13cとの三つのローラに巻き掛けられている。また、こ
の中間転写ベルト12における駆動ローラ13aと第１従動
ローラ13bとの間の部位に、前記感光体ベルト３におけ
る駆動ローラ4a側が圧接されており、この圧接部位にお
ける中間転写ベルト12の背面側には、感光体ベルト３上
に形成された単色トナー像を中間転写ベルト12上に転写
するための中間転写ローラ14が配されている。また、上
記駆動ローラ13aの近傍位置には、この中間転写ベルト1
2上に残留するトナーを除去するためのクリーナ15が配
置されている。

そして、上記転写中間装置11よりも図において右側の
位置に、図の場合には二個の給紙カセット21・21が装着
されており、選択されたいずれかの給紙カセット21から
取出された用紙22は、給紙ローラ（用紙搬送手段）23…
による搬送と、ペーパーガイド24による案内とによっ
て、上記転写中間装置11におけるバックアップローラ13
cと、このバックアップローラ13cに対向して配設されて
いる転写ローラ25との間に供給されるようになってい
る。この転写ローラ25は、バックアップローラ13cとの
間に用紙22を中間転写ベルト12と共に挟み込んで左方へ
と送り出す間に、上記中間転写ベルト12上のフルカラー
トナー像を用紙22に転写する機能を有するものである
が、その詳細については後で説明する。

上記転写ローラ25の図において左側には、用紙22を中
間転写ベルト12から剥離するための剥離プレート26が設
けられており、さらに、用紙搬送ベルト27と、この用紙
搬送ベルト27の終端側に、用紙22上のフルカラートナー
像を用紙22に定着させるための定着装置28が設けられて
いる。

上記の構成において、フルカラー複写の動作を簡単に
説明すると、露光ランプ2aより照射された光は、原稿10
にて反射され、この反射光は反射ミラー2b…にて結像レ
ンズ2cおよびフィルタ装置2dを通り、このフィルタ装置
2dにて各色フィルタに対応する特定色成分の光のみ抽出
されて感光体ベルト３上に照射される。この露光操作に
より感光体ベルト３には潜像が形成され、光照射を受け
ない領域に前記特定色光の補色となる現像槽5a〜5cのい
ずれかの現像剤で現像されて単色トナー像が形成され、
この単色トナー像が中間転写ローラ14にて中間転写ベル
ト12に中間転写される。以上の露光→単色現像→中間転
写の操作を、各色フィルタ（赤、緑、青）毎に行うこと
で、中間転写ベルト12に対して３回（黄色、マゼンダ、
シアン）の中間転写が行われ、中間転写ベルト12上には
各色成分別の単色トナーが重ねられて成るフルカラート
ナー像が形成される。

中間転写ベルト12上にフルカラートナー像が形成され
ると、給紙カセット21・21のいずれか一方から取り出さ
れて所定位置で待機していた用紙22が、バックアップロ
ーラ13cと転写ローラ25との間に送り込まれ、これらの
間を通過する際に用紙22上にフルカラートナー像が転写
される。フルカラートナー像の転写された用紙22は用紙
搬送ベルト27にて定着装置28内に導入され、フルカラー
トナー像の定着が行われる。

ところで、上記のような中間転写ベルト12から用紙22
へのフルカラートナー像の転写は、中間転写ベルト12と
用紙22とを挟んで転写ローラ25をバックアップローラ13
cに押付け、これにより、中間転写ベルト12上のフルカ
ラートナー像を用紙22に圧接させながら、電圧を印加す
る操作によって行われる。このため、第４図に示すよう
に、転写ローラ25は、図中矢印Ａで示すように、バック
アップローラ13cに向かう方向への進退自在な取付けが
なされており、また、バックアップローラ13cへの押付
け時には、中間転写ベルト12の移動に伴って回転する従
動ローラとして回転自在に支持されている。また、この
転写ローラ25は、例えばステンレス鋼等の金属から成
り、これに、印加電源31から転写電圧が印加されるよう
になっている。なお、バックアップローラ13cと第１従
動ローラ13bとの間、さらに詳細には、中間転写ベルト1
2と用紙22とを挟んで転写ローラ25がバックアップロー
ラ13cに当接する点よりも10〜18mm程度、第１従動ロー
ラ13b側の位置に、接地されている背面電極ローラ32が
配設されている。この背面電極ローラ32は、中間転写ベ
ルト12の全幅にわたって延びる例えば直径8mm程度のス
テンレス鋼からなり、上記中間転写ベルト12に背面側か
ら摺接することにより、この中間転写ベルト12を接地電
位で保持するようになっている。

一方、上記バックアップローラ13cは、第１図に示す
ように、例えば外径18mmの鋼管より成る軸心部材35の外
周に、例えばゴム硬度40゜の外周部材36を外嵌させるこ
とにより構成されている。そして、この外周部材36は、
軸心に直交する複数の面で、図の場合には、14個の円筒
部材36a…に分割されている。また、これら円筒部材36a
…の軸長は、中央側程短く、両側部側では左右対称な関
係を保持して両端に至るほど徐々に長くした構成となっ
ている。これらの寸法を例示すると、中央部の６個の円
筒部材36a…の軸長はそれぞれ10mm、これらより外側の
円筒部材36a…は、順次、20mm・30mm・40mmと長くし、
両端の円筒部材36a・36aはそれぞれ51mmとして、全長34
2mmのバックアップローラ13cにおける外周部材36が構成
されている。

第２図は、上記のような分割構成の外周部材36を設け
て構成されたバックアップローラ13cに転写ローラ25を
所定の押付け力で押付け、この間に挟まれた用紙を引き
抜く場合の、軸方向の位置と引き抜き力との関係のテス
ト結果の一例を示している。なお、この場合、転写ロー
ラ25は、前記した0.01クラウン形状のローラ形状を用い
ている。また、同図中には、従来の非分割形のバックア
ップローラでのテスト結果も、二点鎖線にて併せて示し
ており、図のように、従来は、中央側程大きな引き抜き
力となっていたが、上記実施例においては、両側部より
も中央側程小さな分布となっている。

つまり、上記のような転写ローラ25が押付けられる場
合、外周部材36には、その中央側ほど大きな弾性変形を
生じる。そして、この場合、この外周部材36は複数の円
筒部材36a…に分割されているので、隣接する円筒部材3
6a・36a間における各密着端面を挟む両側での弾性変位
量には不連続的な差異を生じ、したがって、弾性変形量
に応じた弾性反力も各密着端面間で不連続となる。この
ため、これら密着端面上に摩擦力が生じ、この摩擦力が
弾性反力に抗する力として作用することにより、各円筒
部材36a…からは、その弾性変形量に応ずる力よりも低
下した力が、これに押付けられている転写ローラ25に反
力として作用する。そして、上記においては、中央側ほ
ど密に分割し、このため、中央側ほど弾性反力に抗する
摩擦力が大きく作用する状態となっている。この結果、
弾性変形量の大きな中央側が、両端側よりも引き抜き力
の小さな分布となっている。

従来は、中間転写ベルトへの用紙の圧接圧は中央側ほ
ど大きなために、例えば腰の弱い紙を搬送する場合、紙
のうねりによる皺が発生していたが、上記によれば、転
写ローラ25が前記0.01クラウン形状であっても、従来と
は逆に、用紙22には両サイド側ほど圧接圧の大きな状態
で、転写ローラ25とバックアップローラ13cとの間の用
紙22の搬送が行われる。この場合には、中央部より両サ
イド方向への引張りの力が加わった用紙22の搬送状態と
なり、中間転写ベルト12と全幅にわたって均一な密着状
態を保持しながら用紙22の搬送が行われるので、転写不
良の発生が低減される。

〔実施例２〕 本発明の他の実施例を第５図に基づいて説明すれば、
以下の通りである。なお、この実施例においては、バッ
クアップローラの構成が前記実施例とは異なるのみであ
るので、このバックアップローラ以外の構成についての
説明は省略すると共に、前記実施例の図面に示した部材
と同一の機能を有する部材には、同一の番号を付記して
説明を省略する。

この実施例におけるバックアップローラ13cは、第５
図に示すように、外周部材36が、中央部円筒部材36c
と、この中央部円筒部材36cの両側の側部円筒部材36s・
36sとの三個の円筒部材からなっている。その軸長を例
示すれば、中央部円筒部材36cは160mm、側部円筒部材36
s・36sはそれぞれ91mmであって、これらを軸方向に連ね
ることで、外径が例えば24mm、全長が342mmの外周部材3
6の外嵌されたバックアップローラ13cが構成されてい
る。そして、この場合、中央部円筒部材36cは、例えば
ゴム硬度40°、側部円筒部材36s・36sは、例えばゴム硬
度60°のシリコンゴムから成っている。

この場合、例えば前記0.01クラウン形状の転写ローラ
の押付け時においては、軸方向中央側の方が弾性変形量
は大きくなるものの、上記のように、中央部円筒部材36
cの方が側部円筒部材36s・36sよりも小さな弾性係数の
弾性体から成ることにより、バックアップローラ13cに
転写ローラ25を所定の押付け力で押付けたときの用紙の
引き抜き力の測定テストで、中央側の方が両端側よりも
小さくなる前記実施例とほぼ同様な分布結果が得らてい
る。したがって、この場合にも、用紙22には、中央部よ
り両サイド方向への引張りの力が作用する搬送状態を維
持することができるので、転写不良の発生が低減され
る。

なお、上記各実施例は、フルカラー複写機に組込まれ
る転写ローラ装置を例に挙げて説明したが、その他のプ
リンタ装置においてもほぼ同様の構成にて、本考案の転
写ローラ装置を適用することが可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の請求項第１項の転写ローラ装
置は、軸方向両端側よりも中央側の方を単位長当たりの
分割数を多くして複数の円筒部材に分割した弾性体より
成る外周面部材が、バックアップローラに設けられてい
る構成である。

これにより、外周面部材からは、弾性変形量に応ずる
力から、分割面数の多い中央側ほど大きく低下した力が
用紙に対する圧接圧力として作用する状態となり、この
ため、転写ローラが例えば前記0.01クラウン形状の場合
でも、軸方向両端側での圧接圧の方が中央側よりも大き
い用紙の搬送状態を、外周面部材を分割するという簡素
な構成にて維持することができる。この結果、従来生じ
ていた皺の発生が抑えられ、転写不良が低減されるとい
う効果を奏する。

また、請求項第２項の転写ローラ装置は、軸方向両端
側よりも中央側の方が弾性係数の大きな弾性体で形成さ
れている外周面部材が、バックアップローラに設けられ
ている構成である。

これにより、例えば前記0.01クラウン形状の転写ロー
ラの押付け時においても、弾性変位量と弾性係数とに比
例する反力を、中央側の方が両端側よりも小さくなるよ
うにすることが可能である。このため、用紙にうねりや
皺を生じさせない搬送状態を、弾性係数の異なる弾性体
で外周部材を形成するという簡素な構成にて維持するこ
とができ、この結果、転写不良を低減できるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すものであ
る。 第１図はバックアップローラの斜視図である。 第２図はバックアップローラと転写ローラとの間に挟ん
だ用紙の引き抜き力を、軸方向の位置を変化させて測定
した結果の一例を示すグラフである。 第３図はフルカラー複写機の内部構造を簡略化して示す
模式図である。 第４図は上記フルカラー複写機における転写ローラの近
傍を示す要部模式図である。 第５図は本発明の他の実施例を示すものであって、バッ
クアップローラの斜視図である。 第６図及び第７図は従来例を示すものである。 第６図は用紙の転写搬送状態を示す斜視図である。 第７図は転写ローラの形状の一例を示す正面図である。 12は中間転写ベルト（像形成体）、13cはバックアップ
ローラ、22は用紙、23は給紙ローラ（用紙搬送手段）、
25は転写ローラ、36は外周部材、36aは円筒部材であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 英幸 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 田中 奈津子 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 宮本 剛 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−288879（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−288880（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−50170（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−147166（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】用紙搬送手段より供給されてくる用紙と像
   形成体とを転写ローラとバックアップローラとで挟み込
   み、これらを加圧しながら送り出す間に、像形成体上の
   像を用紙に転写する転写ローラ装置において、 軸方向両端側よりも中央側の方を単位長当たりの分割数
   を多くして複数の円筒部材に分割した弾性体より成る外
   周面部材が、上記バックアップローラに設けられている
   ことを特徴とする転写ローラ装置。
2. 【請求項２】用紙搬送手段より供給されてくる用紙と像
   形成体とを転写ローラとバックアップローラとで挟み込
   み、これらを加圧しながら送り出す間に、像形成体上の
   像を用紙に転写する転写ローラ装置において、 軸方向両端側よりも中央側の方が弾性係数の大きな弾性
   体で形成されている外周面部材が、上記バックアップロ
   ーラに設けられていることを特徴とする転写ローラ装
   置。