(57)【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】
上記転写ローラの表面は、導電性フィラーを分散させた、ウレタンまたはエチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【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（ＲＡＤＦ）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ＲＡＤＦ５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ＣＣＤ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１７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２５ａ〜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１４．４０ｍｍ、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〜３１ｄ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
【図１】
0003647709.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003647709.tif 000004
【図４】
0003647709.tif 000005