JP5298777B2 - 転写ローラ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、転写ローラ及び画像形成装置、特に、感光体ドラムなどのトナー像担持体に接触して用紙を搬送しつつ該用紙に転写電圧を印加する転写ローラ及び該転写ローラを備えた画像形成装置に関する。

複写機やプリンタなど、電子写真方式による画像形成装置にあっては、搬送される用紙のスキュー（横ずれ）を防止する必要がある。特に、感光体などのトナー像担持体と転写ローラとの間を搬送される用紙に対しては、トナー像の転写性能の劣化を抑制するために、用紙のスキューを防止する必要性が高い。通常は、感光体ドラムと転写ローラの平行度や転写ローラの外径精度を管理することにより、用紙の搬送直進性を確保しているが、煩雑であるしコストも高くなる。

特許文献１には、スキューの防止策として、用紙の搬送経路にサイド規制板を設け、搬送方向に対して傾斜した短いローラにて用紙をサイド規制板で規制しつつ搬送する構成が記載されている。この用紙搬送装置において、傾斜ローラは用紙をサイド規制板に沿わせて進行させる押圧力を保持しているものの、用紙を確実にグリップしているわけではない。即ち、傾斜ローラの回転方向と用紙搬送方向にはずれが存在するため、微視的には傾斜ローラと用紙との間でスリップが発生している。

ところで、特許文献１に記載の構成を転写ローラに適用することは困難である。即ち、転写ローラは感光体ドラムに対して、用紙幅の全域で接触しているため、用紙搬送力を保持しながら微視的に用紙とスリップさせることは極めて困難である。

また、転写ローラは芯金と弾性体とが一体的に構成されているために回転速度は軸方向に一様である。しかも、転写ローラの外径精度を精度よく管理したとしても外径における製造上の誤差は避けられない。従って、用紙の幅方向（ローラの軸方向）に用紙と転写ローラの表面との速度差が生じ、スキューの発生は不可避である。

特許文献２には、弾性体に複数の半径方向の溝を形成して見かけ上短いローラとした転写ローラが記載されている。但し、この転写ローラは、複数の溝を形成することによって軸方向の抵抗値を平均化することを目的としており、用紙のスキューを防止することは考慮されていない。
特開２００２−３７０８５０号公報 特開平１１−５２７６５号公報

そこで、本発明の目的は、簡単な構成で用紙とローラ表面との速度差を低減し、用紙のスキューを防止することができ、かつ、長寿命化を達成できる転写ローラ及び画像形成装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、本発明の一形態である転写ローラは、
一方向に回転駆動されるトナー像担持体に所定の圧力で接触してトナー像担持体に従動回転し、トナー像担持体との間で用紙を搬送しつつ該用紙に転写電圧を印加する転写ローラであって、
芯金と、該芯金に対して回転自在に装着された複数の軸方向に分割された弾性体ローラとからなり、
前記芯金が前記トナー像担持体によって従動回転する弾性体ローラと同方向にかつほぼ同じ速度で回転駆動されること、
を特徴とする。

また、本発明の他の形態である画像形成装置は、前記転写ローラを備えたことを特徴とする。

前記転写ローラにおいて、軸方向に分割された各弾性体ローラは、芯金に対して回転自在であるために用紙に対して互いに独立した回転速度で従動回転することが可能である。従って、各弾性体ローラの外径に微差が生じていたとしても、用紙と各弾性体ローラとの間に速度差が発生することはなく、用紙のスキューが抑制される。しかも、芯金に複数の弾性体ローラを回転自在に装着するという簡単な構成からなり、一体型のローラに比べて各弾性体ローラの外径をそれほど厳密に管理する必要はなく、コスト的に有利である。また、芯金は弾性体ローラと同方向にかつほぼ同じ速度で回転駆動されるため、芯金と弾性体ローラとの摩耗が極力低減され、転写ローラの長寿命化を図ることができる。

以下、本発明に係る転写ローラ及び画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各実施例において、同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。

（画像形成装置の概略構成、図１参照）
図１に本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す。この画像形成装置は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の画像を形成するための画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋを下段から順次上段へと配置したものである。各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋは、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋ、現像器１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｂｋ、図示しない帯電チャージャなどを備えている。各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋに対向して、それらと対になる転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋが配置されている。

画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋにおいて、用紙は感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋと転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋとで形成されるニップ部を上方に搬送される。なお、ここでの用紙搬送経路は図１に点線で示すように僅かに湾曲している。

また、レーザ走査光学ユニット１５からは、各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋの隙間から画像データに基づくレーザビームが、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋに向けて放射され、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋの表面に静電潜像が形成される。なお、この種の画像形成プロセスは周知であり、その詳細な説明は省略する。

用紙は自動給紙トレイ２０に複数枚が積層状態で収容されており、１枚ずつ上方に給紙され、前記搬送経路を搬送中に、カラー画像形成時には各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋからイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を転写され、モノクロ画像形成時には感光体ドラム１１Ｂｋからブラックの画像を転写される。画像が転写された後、用紙は定着ユニット３０にてトナーの定着を施され、排出ローラ対３１からトレイ３２上に排出される。

画像形成時において、各転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋは感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋに所定の圧力で接触するとともに、それぞれの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋが駆動され、用紙は回転駆動される各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋと、従動回転する各転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋとで形成されるニップ部にて搬送される。

（転写ローラの一実施例、図２及び図３参照）
次に、前記転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋの一実施例の構成、作用について説明する。なお、以下の説明では、各部材にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの符号は省略する。

感光体ドラム１１は、芯金５１とフランジ５２と表面に感光体層を形成したドラム５３とで構成され、矢印ａ方向に所定の速度で回転駆動される。転写ローラ１３は、芯金６１と、該芯金６１に軸受け部材６２を介して装着された複数の軸方向に分割された弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅとで構成されている。弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅは、発泡ゴム、ＥＰＤＭ、シリコンゴムなどの弾性体からなり、導電性を有している。

芯金６１は図示しないフレームに回転自在に装着されている。弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅは軸受け部材６２に固定されている。軸受け部材６２は芯金６１に対して回転自在に装着されている。また、軸受け部材６２は、芯金６１の端部においてＥリングなどの止め部材６３にて、軸方向の外方への移動を規制されている。

即ち、弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅのそれぞれは、感光体ドラム１１に従動して矢印ｂ方向に回転する。用紙は感光体ドラム１１と転写ローラ１３とのニップ部を矢印ｃ方向に搬送される。転写ローラ１３の全長は搬送される最大サイズの用紙の横幅（搬送方向と直交する方向の長さ）に対応している。また、この搬送時において、各弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅには芯金６１及び軸受け部材６２を介して所定値の転写電圧が印加される。

前記感光体ドラム１１はその芯金５１の端部に固定したギヤ５５から矢印ａ方向への回転駆動力が伝達される。さらに、転写ローラ１３の芯金６１の端部に固定されたギヤ６５は前記駆動ギヤ５５に連結されている。従って、芯金６１はギヤ５５，６５から伝達される駆動力によって、弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅと同方向（矢印ｂ方向）に回転駆動される。ギヤ５５，６５のギヤ比は、芯金６１が感光体ドラム１１とほぼ同じ速度で回転するように設定されている。それゆえ、芯金６１は弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅとほぼ同じ速度で回転駆動される。

以上の構成において、用紙が矢印ｃ方向に搬送される際、各弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅは、感光体ドラム１１の回転速度に応じてそれぞれ独立した回転速度で従動回転する。そして、軸方向に分割された各弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅは、それぞれ用紙に対して互いに独立した回転速度で従動回転する。従って、各弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅの外径に微差が生じていたとしても、用紙と各弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅとの間に速度差が発生することはなく、用紙のスキューが抑制される。しかも、芯金６１に複数の弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅを回転自在に装着するという簡単な構成からなり、一体型のローラに比べて各弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅの外径をそれほど厳密に管理する必要はなく、安価に製造できる。

また、芯金６１は弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅと同方向にかつほぼ同じ速度で回転駆動されるため、芯金６１と弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅ（軸受け部材６２）との摩耗が極力低減され、転写ローラ１３の長寿命化を図ることができる。

なお、各弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅは、互いの間に僅かな隙間が形成されており、感光体ドラム１１に圧接することで弾性変形して隙間が埋められる。隙間は必ずしも埋められなくてもよい。

（転写ローラの他の実施例、図４参照）
図４に他の実施例である転写ローラ１３の要部を示す。弾性体ローラ１３ａ〜１３ｅは摩擦係数が大きく、隣接する端面どうしが接触すると回転速度に影響を与えてしまう。そこで、図４に示すように、隣接する弾性体ローラ１３ａ，１３ｂ間（他のローラ間も同じ）に、ドーナツ形状の摺動部材６４を芯金６１に対して回転自在に配置した。摺動部材６４は、ポリエステルフィルムなど摩擦係数の小さい素材で形成することが好ましい。

（他の実施例）
なお、本発明に係る転写ローラ及び画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。

特に、画像形成装置の基本的な構成は任意であり、プリンタや複写機であってもよく、ファクシミリなどの機能が付加されていてもよい。また、弾性体ローラの軸方向の分割個数は任意である。

本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。 転写ローラの一実施例を示す縦断面図である。 転写ローラの一実施例を示す横断面図である。 転写ローラの他の実施例の要部を示す縦断面図である。

符号の説明

１１…感光体ドラム
１３…転写ローラ
１３ａ〜１３ｅ…弾性体ローラ
５５，６５…ギヤ
６１…芯金
６２…軸受け部材
６４…摺動部材

Claims (6)

1. 一方向に回転駆動されるトナー像担持体に所定の圧力で接触してトナー像担持体に従動回転し、トナー像担持体との間で用紙を搬送しつつ該用紙に転写電圧を印加する転写ローラであって、
   芯金と、該芯金に対して回転自在に装着された複数の軸方向に分割された弾性体ローラとからなり、
   前記芯金が前記トナー像担持体によって従動回転する弾性体ローラと同方向にかつほぼ同じ速度で回転駆動されること、
   を特徴とする転写ローラ。
2. 前記複数の軸方向に分割された弾性体ローラは軸受け部材を介して前記芯金に対して回転自在に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の転写ローラ。
3. 前記芯金の端部に固定したギヤが前記トナー像担持体を駆動するギヤと連結されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転写ローラ。
4. 前記複数の弾性体ローラの間に摺動部材が前記芯金に対して回転自在に配置されていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の転写ローラ。
5. 請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の転写ローラを備えたことを特徴とする画像形成装置。
6. 複数のトナー像担持体が互いに平行に配置されるとともに、各トナー像担持体に対応して前記転写ローラが配置されており、各トナー像担持体と各転写ローラとの間を用紙が連続して搬送されること、を特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

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