(57)【要約】【課題】本発明は、転写ローラを駆動する際の力の方向が、転写ローラを加圧する方向に対して略垂直になるように作用し、表面がでこぼこのシートに記録を行った場合や、ハーフトーンの記録を行った場合にも、転写での搬送がシートの左右でアンバランスになることを防止し、シート後端での画像のゆがみや、画像擦れを防止できる転写装置及びこれを具備した画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る転写装置及び画像形成装置の代表的な構成は、転写ローラを感光ドラムに圧接して感光ドラム上のトナー像を転写シートに転写するとともに、前記転写ローラの周速と前記感光ドラムの周速が異なる転写装置において、前記転写ローラの軸に取り付けた転写ギヤと、該転写ギヤに駆動を伝達する転写駆動ギヤと、を有し、該転写駆動ギヤを駆動した際に発生する力の方向が、前記転写ローラを前記感光ドラムに加圧する方向に対して略垂直な方向となるような配置としたことを特徴とする。【選択図】    図２
2005025039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写ローラを感光ドラムに圧接して感光ドラム上のトナー像を転写シートに転写するとともに、前記転写ローラの周速と前記感光ドラムの周速が異なる転写装置において、
前記転写ローラの軸に取り付けた転写ギヤと、
該転写ギヤに駆動を伝達する転写駆動ギヤと、を有し、
該転写駆動ギヤを駆動した際に発生する力の方向が、前記転写ローラを前記感光ドラムに加圧する方向に対して略垂直な方向となるような配置としたことを特徴とする転写装置。
【請求項２】
転写ローラを感光ドラムに圧接して感光ドラム上のトナー像を転写シートに転写するとともに、前記転写ローラの周速が前記感光ドラムの周速よりも速い転写装置において、
前記転写ローラの軸に取り付けた転写ギヤと、
該転写ギヤに駆動を伝達する転写駆動ギヤと、を有し、
該転写駆動ギヤを、前記転写ローラを中心にして前記感光ドラムの反対側、かつ前記感光ドラムの中心と前記転写ローラの中心を結ぶ線よりも上流側に設け、
前記転写駆動ギヤを駆動した際に発生する力の方向が、前記転写ギヤの中心と前記転写駆動ギヤの中心を通る線に垂直な線分に対して成す圧力角をθ１とし、
前記転写ローラの中心と前記転写駆動ギヤの中心を結ぶ線が、前記感光ドラムの中心と前記転写ローラの中心を結ぶ線に対して成す角をθ２とすると、
θ１とθ２の関係が、θ１−１５°≦θ２≦θ１＋１５°であることを特徴とする転写装置。
【請求項３】
転写ローラを感光ドラムに圧接して感光ドラム上のトナー像を転写シートに転写するとともに、前記転写ローラの周速が前記感光ドラムの周速よりも速い転写装置において、
前記転写ローラの軸に取り付けた転写ギヤと、
該転写ギヤに駆動を伝達する転写駆動ギヤと、を有し、
該転写駆動ギヤを、前記感光ドラムの軸方向上かつ、前記感光ドラムの中心と前記転写ローラの中心を通る線分に対して前記転写ローラの回転方向の上流側に設け、
前記転写駆動ギヤを駆動した際に発生する力の方向が、前記転写ギヤの中心と前記転写駆動ギヤの中心を通る線に垂直な線分に対して成す圧力角をθ１とし、
前記転写ローラの中心と前記転写駆動ギヤの中心を結ぶ線が、前記感光ドラムの中心と前記転写ローラの中心を結ぶ線に対して成す角をθ３とすると、
θ１とθ３の関係が、θ１−１５°≦θ３≦θ１＋１５°であることを特徴とする転写装置。
【請求項４】
転写ローラを感光ドラムに圧接して感光ドラム上のトナー像を転写シートに転写するとともに、前記転写ローラの周速が前記感光ドラムの周速よりも速い転写装置において、
前記転写ローラの軸に取り付けた転写ギヤと、
該転写ギヤに駆動を伝達する２つの転写駆動ギヤと、を有し、
前記転写ローラの中心と駆動を伝達するギヤの中心を結んだ線分が作る角度の二等分線が、前記感光ドラムの中心と前記転写ローラの中心を通る線分よりも前記転写ローラの回転方向の上流側で、
前記それぞれの転写駆動ギヤを駆動した際に発生する力の方向が、前記転写ギヤの中心と前記それぞれの転写駆動ギヤの中心を通る線に垂直な線分に対して成す圧力角をθ１とし、
前記転写ローラ中心と前記２つの転写駆動ギヤで作る角度の二等分線が、前記感光ドラムの中心と前記転写ローラの中心を結ぶ線と成す角をθ５とすると、
θ１とθ５の関係が、θ１−１５°≦θ５≦θ１＋１５°であることを特徴とする転写装置。
【請求項５】
転写ローラを感光ドラムに圧接して感光ドラム上のトナー像を転写シートに転写するとともに、前記転写ローラの周速が前記感光ドラムの周速よりも遅い転写装置において、
前記転写ローラの軸に取り付けた転写ギヤと、
該転写ギヤに駆動を伝達する転写駆動ギヤと、を有し、
該転写駆動ギヤを、前記転写ローラを中心にして前記感光ドラムの反対側、かつ前記感光ドラムの中心と前記転写ローラの中心を結ぶ線よりも下流側に設け、
前記転写駆動ギヤを駆動した際に発生する力の方向が、前記転写ギヤの中心と前記転写駆動ギヤの中心を通る線に垂直な線分に対して成す圧力角をθ１とし、
前記転写ローラの中心と前記転写駆動ギヤの中心を結ぶ線が、前記感光ドラムの中心と前記転写ローラ中心を結ぶ線と成す角をθ６とすると、
θ１とθ６の関係が、θ１−１５°≦θ６≦θ１＋１５°であることを特徴とする転写装置。
【請求項６】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の転写装置と、
転写シートを前記転写装置へ搬送する搬送手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転写シートに画像を形成させる転写装置及びこれを具備する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の転写装置（例えば、特許文献１参照）について詳細に説明する。図１０は従来の転写装置の構成図である。図１０において、３６、３７は転写ローラ９の転写軸受けである。転写ローラ９は、金属製の芯金３２上にゴム等の弾性層を設けている。
【０００３】
感光ドラム１上の画像をシートに転写する際は、感光ドラム１とシートを等速にするよりも周速差をつけたほうが、転写残りがなく、良好な画像が得られる。感光ドラム１とシートの周速差は、一般的には０．５〜１．５％程度であり、この周速差を得るために、転写ローラ９の周速を感光ドラム１の周速よりも２〜６％程度、速くすることが行われている。
【０００４】
従来、転写ローラ９を駆動する力は、感光ドラム１からギヤを介して伝達する事が一般的に行われている。感光ドラム１は、装置本体からドラムギヤ３３を介して駆動力を伝達される。感光ドラム１は、ドラムギヤ３４、転写ギヤ３５を介して転写ローラ９を駆動する。
【０００５】
転写ローラ９の弾性層は、ＮＢＲやＥＰＤＭ、ウレタン、エラストマーといったゴム材で構成されており、摩擦力は大きい。また、感光ドラム１あるいはシートと転写ローラ９の間には、周速差がある。このため、ドラムギヤ３４、転写ギヤ３５には、転写ローラ９を回転させるための回転方向と逆方向に力がかかる。
【０００６】
転写ローラ９は、感光ドラム１に当接圧５００ｇｆ〜１５００ｇｆ程度で当接されている。Ａ４サイズのシートを縦に搬送する画像形成装置では、転写ローラ９への駆動伝達をしていない非駆動側バネ２９による加圧力は５００ｇｆ程度である。転写ローラ９への駆動伝達をしている駆動側バネ３８による圧力はそれよりも大きく、７００ｇｆ程度である。駆動側の加圧力を大きくするのは、転写ローラ９を駆動したときにドラムギヤ３４の圧力角の作用で、転写ギヤ３５にかかる力の一部が、転写ギヤ３５を押し下げる方向に作用するが、その力を打ち消すためである。
【０００７】
図１１はドラムギヤによる転写ギヤの駆動の説明図である。図１１において、Ｃは感光ドラム１と転写ローラ９の中心を通る線分である。θ１はドラムギヤ３４と転写ギヤ３５の歯面が当接する角度を線分Ｃに対して示したものである。
【０００８】
ドラムギヤ３４が矢印Ａの方向に回転して転写ギヤ３５に駆動を伝えると、転写ギヤ３５の歯面には、ドラムギヤ３４と転写ギヤ３５が接触する当接部Ｂで転写ギヤ３５の歯面に働く力Ｆｇが加わる。転写ギヤ３５の歯面の角度θ１は、一般的には２０°なので、転写ローラ９の回転方向に、回転に寄与する力Ｆｇｒが働き、Ｆｇｒ＝Ｆｇ・ｃｏｓ２０°である。一方、転写ギヤ３５の歯の当接部Ｂでは、転写の加圧力（転写加圧バネ３８による加圧力Ｆｓ）を打ち消す方向にも力Ｆｇｐが働き、Ｆｇｐ＝Ｆｇ・ｓｉｎ２０°である。ここで、転写駆動側の加圧力は、Ｆｓ−Ｆｇｐとなるが、この力が、非駆動側バネ２９による加圧力と同じになるようＦｓの大きさを設定する。
【０００９】
通常、感光ドラム１とシートの間には、摩擦力と静電吸着力が作用している。このため、感光ドラム１とシートは、等速に動こうとする。しかし、転写残りを少なくするためには、シートと感光ドラム１の間に周速差を設ける必要がある。一般的には、転写ローラ９の周速を大きくすることでシートを感光ドラム１よりも早く搬送する。この時、感光ドラム１とシートの静電吸着力、摩擦力に打ち勝ってシートを感光ドラム１よりも速く搬送しようとするため、ドラムギヤ３４、転写ギヤ３５の歯面には力がかかる。
【００１０】
感光ドラム１とシートの周速差は、使用頻度の多い文字パターンなど印字率が１〜２％と比較的小さい場合で、紙種は、表面が平滑な普通紙を想定して設定する。転写ローラ９の駆動側の加圧力Ｆｓもそのときの転写ギヤ３５の反力（力Ｆｇｐ）を想定して設定する。
【００１１】
【特許文献１】
特開平９‐２９７４７３号
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のような画像形成装置では、表面粗さの大きいシートを通紙したときや印字率の大きな画像を記録したときに画像の左右の伸びが変わり、シート後端で画像が斜めになるといった問題があった。
【００１３】
上述のように加圧力を設定した転写装置で、表面の粗いシートを通紙すると感光ドラム１とシートの摩擦力が小さくなり、シートが早く進むようになる。また、写真画像のようなハーフトーン画像を記録した場合には、感光ドラム１の感光電位が小さくなることで、感光ドラム１とシートの静電吸着力が小さくなり、また、感光ドラム１とシートの間に介在するトナー量が増え、このトナーが潤滑材として作用するので、摩擦力も小さくなる。感光ドラム１とシートの摩擦力が小さくなると、シートは、より速く進むようになって、転写ローラ９の回転駆動力が小さくてすむようになる。
【００１４】
すると、転写ギヤ３５にかかる力Ｆｇも小さくなる。このため、転写ギヤ３５が転写ローラ９を押し下げる力Ｆｇｐも小さくなって転写駆動側の合成加圧力（Ｆｓ−Ｆｇｐ）が大きくなり、転写の加圧力がアンバランスになってしまう。
【００１５】
同一の転写ローラ９を使った場合、転写の加圧力が大きいと転写ローラ９の弾性層がつぶれるため有効外径が小さくなり、搬送力が小さくなる。
【００１６】
転写の加圧力がアンバランスになると、加圧力が強くなった側の搬送が遅くなるため、駆動側の画像が縮んだようになり、シート後端で画像がゆがんでしまう。
【００１７】
また、定着器２６はシートを左右均等に搬送しようとするのに、転写での搬送が左右でアンバランスになると転写／定着間でシートが弛み未定着の画像が、クリーナに擦れて画像不良が発生するといった問題が発生する。
【００１８】
そこで本発明は、転写ローラを駆動する際の力の方向が、転写ローラを加圧する方向に対して略垂直になるように作用し、表面がでこぼこのシートに記録を行った場合や、ハーフトーンの記録を行った場合にも、転写での搬送がシートの左右でアンバランスになることを防止し、シート後端での画像のゆがみや、画像擦れを防止できる転写装置及びこれを具備した画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る転写装置及び画像形成装置の代表的な構成は、転写ローラを感光ドラムに圧接して感光ドラム上のトナー像を転写シートに転写するとともに、前記転写ローラの周速と前記感光ドラムの周速が異なる転写装置において、前記転写ローラの軸に取り付けた転写ギヤと、該転写ギヤに駆動を伝達する転写駆動ギヤと、を有し、該転写駆動ギヤを駆動した際に発生する力の方向が、前記転写ローラを前記感光ドラムに加圧する方向に対して略垂直な方向となるような配置としたことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［第一実施形態］
本発明に係る転写装置及び画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態にかかる画像形成装置の構成図である。図１に示すように、まず、不図示のバイアス手段でバイアスを印加した帯電ローラ２で感光ドラム１を帯電する。感光ドラム１は矢印ａ方向に回転し、感光ドラム１の周面上には、均一な帯電が行われる。感光ドラム１の感光層は、有機感光体（ＯＰＣ）で帯電ローラ２によりマイナス帯電される。
【００２１】
次に、露光装置８により像露光が行われ、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。感光ドラム１上の静電潜像は、現像装置５により顕像化される。現像装置５には、現像剤であるところのトナーを貯蔵しておくトナー容器４と感光ドラム１にトナーを供給するための現像スリーブ３が設けられている。
【００２２】
現像スリーブ３が回転することにより、トナー容器４から常にトナーが供給されている。また、現像スリーブ３には、不図示のバイアス手段により交番電圧に直流電圧を重畳したバイアスを印加している。現像スリーブ３上には、薄層のトナー層が形成されている。現像スリーブ３上のトナーは、現像スリーブ３に印加されたバイアスの作用により、現像スリーブ３と感光ドラム１上を往復運動する。このとき、トナーは感光ドラム１上の静電潜像部分に付着したままで、現像スリーブ３には戻らない。これにより、静電潜像を顕像化する。現像に供するトナーの帯電は、マイナス極性で、現像スリーブに印加する直流成分の電圧もマイナスである反転現像が一般的に行われている。
【００２３】
一方、感光ドラム１上のトナー像とタイミングを合わせて、カセット１７上のシート１６が、ピックアップローラ１５により搬送ガイド１４の方向へ給送される。
【００２４】
搬送ガイド１４へ給送されたシート１６は、搬送手段である搬送ローラ対１９により搬送ガイド１４に沿って搬送されて、レジストローラ１２、１３の当接部に到達する。その後、シート１６は、レジストローラ１２、１３の回転、停止動作で、感光ドラム１上のトナー像とタイミングを合わせて感光ドラム１の方向に搬送される。
【００２５】
感光ドラム１へ搬送されたシート１６は、転写上ガイド１０、転写下ガイド１１に案内されて、感光ドラム１と転写ローラ９で構成する転写ニップＮに搬送される。
【００２６】
転写ローラ９には、不図示のバイアス手段によりトナーの極性と逆極性のバイアスを印加しており、そのバイアスの作用で形成された電界により、感光ドラム１上のトナー像は、シート１６に転写される。
【００２７】
転写ニップＮを通過したシート１６は、感光ドラム１に静電的に吸着しているので、これを除電針ユニット２７の除電針２８で除電することで感光ドラム１から分離する。除電針２８は、ステンレスなどの板金で成形する。除電針２８は、樹脂で成形された絶縁部材２５で絶縁されている。尚、除電針２８は、電気的に接地されずに、転写ローラ９に印加する電圧と逆極性の電圧を印加されるよう構成してもよい。
【００２８】
感光ドラム１から分離し、未定着画像を載せたシート１６は、搬送ガイド１８に沿って搬送され定着器２６の方向に運ばれる。定着器２６に運ばれたシート１６は、定着ローラ２０、加圧ローラ２１に加熱加圧されてトナー像をシートに定着する。トナー像を定着されたシートは、排出トレイ２２上に排出される。
【００２９】
図２において、４０は転写駆動ギヤである。線分ｈは、感光ドラム１と転写ローラ９の中心を通る線分、ｉは転写ローラ９と転写駆動ギヤ４０の中心を通る線分である。矢印Ｇは転写駆動ギヤ４０の回転方向である。線分ｊは線分ｉの垂線、θ１は転写駆動ギヤの圧力角で線分ｊと力Ｆ１の成す角である。θ２は転写駆動ギヤ４０の取り付け角で線分ｈと線分ｉの成す角である。
【００３０】
感光ドラム１は、外径が３０ｍｍで長さが２８０ｍｍでＬＴＲサイズの幅２１６ｍｍのシートへの記録が可能である。感光ドラム１は、厚さ１ｍｍのアルミニウム管にポリカーボネートをベースとする有機感光体を塗布してある。
【００３１】
感光ドラム１の表面は、帯電手段である帯電ローラ２、露光手段である露光装置８により帯電、露光され暗部−７００Ｖ、明部−１５０Ｖの電位を形成する。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像手段である現像装置５により現像される。現像材の粒径は、平均７μｍで粉砕加工で製造したものを使用する。
【００３２】
ベタ記録を行った場合の感光ドラム１上のトナーの載り量は、１．０から１．５ｍｇ／ｃｍ２程度である。感光ドラム１の外周面での回転周速は、２００ｍｍ／秒である。外径が３０ｍｍの感光ドラム１を回転数１２７．３２ｒｐｍで回転してこの周速を実現する。
【００３３】
転写ローラ９の外径は１７ｍｍで、芯金径は８ｍｍである。弾性層は、ＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムの混合体で、発泡成形している。転写ローラ９の表面にアスカーＣ硬度計を５００ｇｆの押し圧で当接させた場合の硬度は、２８°である。転写ローラ９の外周面での回転周速は、感光ドラム１よりも４％速い２０８ｍｍ／秒である。外径が１７ｍｍの転写ローラ９を回転数２３３．６８ｒｐｍで回転してこの周速を実現する。
【００３４】
転写ローラ９の芯金３２には、片側（図２の面上で手前側）に転写ギヤ３５が取り付けてある。転写ギヤ３５と転写駆動ギヤ４０で形成する圧力角θ１は、２０°である。転写ローラ９は加圧手段である非駆動側バネ２９、駆動側バネ３８により加圧されており、当接圧は、駆動側、非駆動側ともに５００ｇｆである。駆動側バネ３８による加圧力Ｆｓは転写の加圧方向は、感光ドラム１の中心を向いている。
【００３５】
転写駆動ギヤ４０は、転写ローラ９を中心にして感光ドラム１の反対側、かつ感光ドラム１の中心と転写ローラ９の中心を結ぶ線ｈよりも転写ローラ９の回転方向の上流側に設けられている。転写駆動ギヤ４０の取り付け角θ２は、θ１と同じである。本実施形態では、２０°である。転写駆動ギヤ４０は矢印Ｇの方向に回転して転写ギヤ３５を駆動する。
【００３６】
本実施形態では、転写駆動ギヤ４０を転写ローラ９の加圧方向に対して傾けて取り付けてあり、その傾きが転写ギヤ３５を駆動するときの圧力角と同一であることから、転写ギヤ３５を駆動するときの力Ｆ１（転写駆動ギヤ４０の歯面にかかる力）の向きは、転写加圧方向と垂直になる。
【００３７】
このため、転写ローラ駆動による転写加圧力Ｆｓを相殺する力（従来例でいうところのＦｇｐ）は発生しなくなる。よって、印字率の高いハーフトーン画像を記録した場合にも画像の曲がりは発生せず、また、シート搬送速度が転写駆動側と非駆動側で異なる場合に、未定着の画像がクリーナ６に擦れて発生する画像擦れといった現象も発生しない。
【００３８】
なお、転写駆動ギヤ４０の取り付け角θ２は、転写ギヤ３５との圧力角θ１ときっちり同じでなくてもよく、圧力角θ１とほぼ同じであればよい。
【００３９】
以下、圧力角θ１と取り付け角θ２の関係について、具体的に説明する。図３は幅２１０ｍｍ長さ２９７ｍｍのＡ４サイズのシートに記録をする場合の画像の傾きの測定方法を示す図である。図３において、シートは図面上部から下部へ搬送される。
【００４０】
シート面には、一様にドット比率３０％の均一なハーフトーン画像を形成する。また、シート先端５ｍｍの位置と先端から２８５ｍｍの位置に横線Ｖ１、Ｖ２を引く。
【００４１】
シートの左右端１０ｍｍの位置で線分Ｖ１とＶ２の距離を測定する。転写駆動側である左側の距離をＬ、非駆動側の距離をＲとする。測定位置の距離をＷとする。Ｗは１９０ｍｍである。ここで、画像の斜めになり具合（以下、平行性Ｐａ、という）は、Ｐａ＝（Ｌ−Ｒ）÷Ｗ×１００［％］の式であらわされる。
【００４２】
図４はθ２の角度と平行性Ｐａとの関係を示す図である。このデータを取るに当たり、転写ギヤ３５と転写駆動ギヤ４０の圧力角θ１は、２０°とした。検討には、表面が平滑な坪量６４ｇ／ｍ２のＡ４サイズシートを使用した。
【００４３】
図５は検討に使った転写装置の軸方向の断面図である。ＦＲは非駆動側バネ２９による非駆動側加圧力を示し、ＦＬは駆動側バネ３８による駆動側加圧力を示す。Ｆ１ｐは転写駆動ギヤ４０により転写ギヤ３５に作用する転写加圧方向の力である。
【００４４】
検討において、転写非駆動側加圧力ＦＲは、５００ｇｆとした。駆動側加圧力ＦＬは、印字率が１．０％のときに平行性Ｐａが０％となる値を選んだ。例えば、θ２が０°のときには３００ｇｆ、θ２が２０°のときには５００ｇｆ、θ２が４０°のときには７００ｇｆとした。
【００４５】
θ２の角度によって駆動側加圧力ＦＬを変えるのは、転写ギヤ３５の取り付け位置が２０°より小さい場合には、転写駆動ギヤ４０が転写ギヤ３５を持ち上げようとする力が働き、逆に２０°より大きい場合には、押し下げようとする力が働くからである。この図では、その力をＦ１ｐで表した。つまり、印字率１．０％の時にＦＬとＦ１ｐの合計がＦＲと同じになるように、平行性Ｐａを基準にＦＬを設定した。
【００４６】
図４は、転写駆動ギヤ４０の取り付け角θ２を振って、ドット比率３０％のハーフトーン記録で平行性Ｐａを確認したものである。図４からもわかるように取り付け角θ２が圧力角θ１と同じ２０°のときには、ハーフトーンの平行性は、０％であるが、この角度から離れていくと平行性Ｐａも絶対値で大きくなっていく。
【００４７】
つまり、取り付け角θ２を圧力角θ１と違う角度に設定すると、転写駆動ギヤ４０が転写ギヤ３５を持ち上げようとする力、あるいは、押し下げようとする力が働き、これを打ち消すために駆動側バネ３８による駆動側加圧力ＦＬを非駆動側バネ２９による転写非駆動側加圧力ＦＲと違う値にする必要がある。
【００４８】
そのような場合、感光ドラム１との摩擦力が変化すると、転写駆動ギヤ４０と転写ギヤ３５にかかる力の量も変わって、駆動側、非駆動側の加圧力ＦＬ、ＦＲのバランスが崩れてしまう。加圧力のバランスが崩れると、駆動側、非駆動側の搬送スピードに差が生じ画像が斜めになる。
【００４９】
平行性（画像の斜めになり具合）は、０．１％程度では、目視では、まったくわからない。また、０．５％程度であれば、画像上認識できるが、実用上問題のないレベルである。また、シート搬送については、転写−定着間が１００ｍｍ程度の装置においては、平行性０．１％では、まったく影響は見られない。平行性が０．５％程度ずれた場合には、高さ７ｍｍ程度の片ループが発生するが、画像こすれは発生しない。平行性が０．５％を超えると画像上目視でも判別でき、かつ、気になるレベルになってくる。
【００５０】
左右の搬送力のずれが大きくると、片ループの量が大きくなる。そして、シート後端が転写ニップを抜けた際にシート後端が暴れるように浮き上がるようになってくる。これは、シートに蓄えられた応力が開放するときにシートが持ち上げられるためである。このような場合、定着ニップ前の構造物にシートが接触し画像こすれが発生することがある。
【００５１】
平行性Ｐａを±０．５％程度に収めるためには、θ２の角度は、５°〜３５°の範囲であれば良い。この範囲であれば、後端での画像のゆがみも気にならないレベルであり、また、片ループによる画像擦れも発生しない。
【００５２】
平行性を±０．１％程度に抑えるためには、θ２の角度は、１５°〜２５°の範囲であれば良い。この範囲であれば、平行性の狂いが少なく、高いレベルで画像の品質を確保できる。
【００５３】
以上のことから、転写駆動ギヤ４０の取り付け角θ２は、θ１±１５°、より好ましくは、θ１±５°の範囲内にあれば、好適な画像を得られるといえる。
【００５４】
なお、本実施形態では、トナーは粉砕トナーの例を示したが、粉砕後に球形化処理しても良い。また、製造方法も形状が球形に近くなる重合で製造しても良い。また、転写ローラ９の弾性層の材質も本実施形態に限るものではなく、ＥＰＤＭやクロロプレンゴム、シリーコーンゴム、あるいは、表層にＰＶＤＦ等の樹脂層を設けても良い。また、弾性層は、発泡でなくてもよく未発泡のゴム材を使用しても良い。さらに、弾性層、表層の材質に応じて、加圧力を適宜選択すると良い。
【００５５】
上述のごとく構成したことにより、転写ローラを駆動する際の力の方向が、転写ローラを加圧する方向に対して略垂直になるように作用し、表面がでこぼこのシートに記録を行った場合や、ハーフトーンの記録を行った場合にも、転写での搬送がシートの左右でアンバランスになることを防止し、シート後端での画像のゆがみや、画像擦れを防止できる。
【００５６】
［第二実施形態］
次に本発明に係る転写装置及び画像形成装置の第二実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５７】
図６において、３６、３７は転写ローラ９の転写軸受けである。図６に示すように、本実施形態では、上記第一実施形態の転写駆動ギヤ４０に変えて、転写駆動ギヤ４１を感光ドラム１の軸方向上に設けた。転写駆動ギヤ４１をこの位置に置くことで、画像形成装置の高さを低くすることができる。
該転写駆動ギヤを、前記感光ドラムの軸方向上かつ、前記感光ドラムの中心と前記転写ローラの中心を通る線分よりも前記転写ローラの回転方向の上流側に設け、
【００５８】
図７は転写装置の軸方向に直交する方向の断面図である。図７の線分ｈは、感光ドラム１と転写ローラの中心を通る線分、線分ｉは転写ローラ９と転写駆動ギヤ４１の中心を通る線分である。線分ｊは線分ｉの垂線、Ｆｓは駆動側バネ３８による加圧力である。
【００５９】
本実施形態において、感光ドラム１は、外径が２４ｍｍで長さが２８０ｍｍでＬＴＲサイズの幅２１６ｍｍのシートへの記録が可能である。感光ドラム１は、厚さ０．８ｍｍのアルミニウム管にスチレンアクリルをベースとする有機感光体を塗布してある。
【００６０】
感光ドラム１の表面は、帯電手段である帯電ローラ２、露光手段である露光装置８により帯電、露光され暗部−６５０Ｖ、明部−２００Ｖの電位を形成する。静電潜像は、現像手段である現像装置５により現像される。現像材の粒径は、平均１１μｍで粉砕加工で製造したものを使用する。
【００６１】
ベタ記録を行った場合の感光ドラム１上のトナーの載り量は、０．８から１．２ｍｇ／ｃｍ２程度である。感光ドラム１の外周面の回転周速は、１２０ｍｍ／秒である。
【００６２】
転写ローラ９の外周面の周速は、感光ドラム１よりも４％速い１２４．８ｍｍ／秒である。転写ローラ９の外径は、１４ｍｍで芯金径は、６ｍｍである。弾性層は、ＥＰＤＭで、発泡成形している。転写ローラ９の表面にアスカーＣ硬度計を５００ｇｆの押し圧で当接させた場合の硬度は、２８°である。
【００６３】
転写ローラ９の芯金３２には、片側（図７の面上で手前側）に転写ギヤ３５が取り付けてある。転写ギヤ３５と転写駆動ギヤ４１で形成する圧力角θ１（線分ｊと力Ｆ１の成す角）は、２０°である。転写ローラ９は加圧手段である非駆動側バネ２９、駆動側バネ３８により加圧されており、当接圧は、駆動側、非駆動側ともに６００ｇｆである。転写の加圧方向は、感光ドラム１の中心を向いている。
【００６４】
転写駆動ギヤ４１は、転写ギヤ３５の上側に取り付けられ、感光ドラム１の中心と転写ローラ９の中心を通る線分よりも転写ローラ９の回転方向の上流側に設けらている。転写駆動ギヤ４１の取り付け角θ３（線分ｈと線分ｉの成す角）は、圧力角θ１と同じである。本実施形態では、２０°である。転写駆動ギヤ４１は矢印Ｇの方向に回転して転写ギヤ３５を駆動する。
【００６５】
本実施形態では、転写駆動ギヤ４１を転写ローラ９の加圧方向に対してθ３だけ傾けて取り付けてあり、その傾きθ３が転写ギヤ３５を駆動するときの圧力角θ１と同一であることから、転写ギヤ３５を駆動するときの力Ｆ２（転写駆動ギヤ４１の歯面にかかる力）の向きは、転写加圧方向と垂直になる。
【００６６】
このため、転写ローラ駆動による転写加圧力Ｆｓを相殺する力（従来例でいうところのＦｇｐ）は発生しなくなる。よって、印字率の高いハーフトーン画像を記録した場合にも画像の曲がりは発生せず、また、シート搬送速度が転写駆動側と非駆動側で異なる場合に発生する画像擦れといった現象も発生しなくなる。
【００６７】
なお、転写駆動ギヤ４１の取り付け角θ３は、転写ギヤ３５との圧力角θ１ときっちり同じでなくてもよくある範囲に収まっていれば実用上問題ない。その範囲は、第一実施形態と同様にθ１±１５°より好ましくは、θ１±５°である。
【００６８】
以上のように構成することで、ハーフトーン画像を記録した場合の画像のゆがみや、片ループによる画像擦れを防止することができる。
【００６９】
また、装置全体の高さを低く抑えることが出来、装置の上下にオプションを取り付ける場合に、装置高さが高くなりすぎることをを防止できる。
【００７０】
［第三実施形態］
次に本発明に係る転写装置及び画像形成装置の第三実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
図８において、線分ｋは転写ギヤ３５と転写駆動ギヤ４４の中心を通る線、ｓは転写ギヤ３５と転写駆動ギヤ４５の中心を通る線、ｊは線分ｋの垂線である。ｔは転写駆動ギヤ４４、４５の取り付け角の二等分線（ｔは線分ｋと線分ｓで作る角度の二等分線）である。矢印Ｆ３は転写駆動ギヤ４４から転写ギヤ３５かかる力を示し、Ｆ４は転写駆動ギヤ４５から転写ギヤ３５かかる力を示す。Ｆ３ｐは力Ｆ３の転写加圧方向の成分で、Ｆ４ｐは力Ｆ４の転写加圧方向の成分である。
【００７２】
本実施形態では、上記第一実施形態の転写駆動ギヤ４０に変えて２つの転写駆動ギヤ４４、４５を設け、転写駆動ギヤ４４、４５で転写ギヤ３５を駆動する。転写ギヤ３５と転写駆動ギヤ４４、４５の圧力角θ１は、２０°とした。転写駆動ギヤ４４、４５は転写ローラ９の中心から見て１００°の角度で取り付けてある。取り付け角の半角を示すθ４（線分ｋと線分ｓで作る角度の半角分）は５０°である。
【００７３】
また、転写ローラ９の中心と駆動を伝達する転写駆動ギヤ４４、４５のそれぞれの中心を結んだ線分ｋ、ｓが作る角度の二等分線ｔが、感光ドラム１の中心と転写ローラ９の中心を通る線分ｈよりも転写ローラ９の回転方向の上流側となるように、転写駆動ギヤ４４、４５を配置する。感光ドラム１と転写ローラ９を通る線分ｈと線分ｔの成す角θ５が、圧力角θ１と同じ２０°に成るように転写駆動ギヤ４４、４５を取り付ける。
【００７４】
この構成では、転写駆動ギヤ４４にかかる力Ｆ３と転写駆動ギヤ４５にかかる力Ｆ４は転写加圧方向に対する角度が同じになる。このため、転写駆動ギヤ４４が転写ギヤ３５を押し下げようとする力Ｆ３ｐと転写駆動ギヤ４５が転写ギヤ３５を持ち上げようとする力Ｆ４ｐが相殺して、加圧方向の力はゼロになる。これにより、転写ローラ９の駆動負荷が変化しても駆動側の加圧力が変化せず、シート後端での画像ゆがみや、画像擦れといった問題を防止することができる。
【００７５】
また、２個の転写駆動ギヤ４４、４５を使ったことより、ギヤの配置の自由度が高くなり、装置構成の自由度が向上する。
【００７６】
なお、θ５は、θ１とまるっきり同じである必用はなく、実施形態１のように、θ１±１５°より好ましくは、θ１±５°の範囲であれば良い。
【００７７】
［第四実施形態］
次に本発明に係る転写装置及び画像形成装置の第四実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７８】
本実施形態では、転写ローラ９の周速を感光ドラム１よりも遅くしている。シートの搬送速度を感光ドラム１の周速よりも早くした場合だけでなく、遅くした場合にも、転写時の転写残り防止を行うことができる。また、図９に示すように、本実施形態では、上記第一実施形態の転写駆動ギヤ４０に変えて、転写駆動ギヤ４６を転写ローラ９を中心にして感光ドラム１の反対側、かつ感光ドラム１の中心と転写ローラ９の中心を結ぶ線よりも下流側に設けた。
【００７９】
図９において、線分ｈは、感光ドラム１と転写ローラの中心を通る線分、ｉは転写ローラ９と転写駆動ギヤ４６の中心を通る線分である。線分ｊは線分ｉの垂線、Ｆｓは駆動側バネ３８による加圧力である。
【００８０】
本実施形態において、感光ドラム１は、外径が３０ｍｍで長さが２８０ｍｍでＬＴＲサイズの幅２１６ｍｍのシートへの記録が可能である。感光ドラム１は、厚さ１ｍｍのアルミニウム管にポリカーボネートをベースとする有機感光体を塗布してある。
【００８１】
感光ドラム１の表面は、帯電手段である帯電ローラ２、露光手段である露光装置８により帯電、露光され暗部−７００Ｖ、明部−１５０Ｖの電位を形成する。静電潜像は、現像手段である現像装置５により現像される。現像材の粒径は、平均７μｍで粉砕加工で製造したものを使用する。
【００８２】
ベタ記録を行った場合の感光ドラム１上のトナーの載り量は、１．０から１．５ｍｇ／ｃｍ２程度である。感光ドラム１の技集面の回転周速は、２００ｍｍ／秒である。
【００８３】
転写ローラ９の外周面の回転周速は、感光ドラムよりも４％遅い１９２ｍｍ／秒である。転写ローラ９の外径は、１７ｍｍで芯金径は、８ｍｍである。弾性層は、ＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムの混合体で、発泡成形している。転写ローラ９の表面にアスカーＣ硬度計を５００ｇｆの押し圧で当接させた場合の硬度は、２８°である。
【００８４】
転写ローラ９の芯金３２には、片側（図９の面上で手前側）に転写ギヤ３５が取り付けてある。転写ギヤ３５と転写駆動ギヤ４６で形成する圧力角θ１（線分ｊと力Ｆ１の成す角）は、２０°である。
【００８５】
転写ローラ９は加圧手段である非駆動側バネ２９、駆動側バネ３８により加圧されており、当接圧は、駆動側、非駆動側ともに５００ｇｆである。転写の加圧方向は、感光ドラム１の中心を向いている。
【００８６】
転写駆動ギヤ４６は、転写ギヤ３５の下側で直下よりも転写ローラ９の回転方向の下流側に取り付けられ、転写駆動ギヤ４６の取り付け角θ６（線分ｈと線分ｉの成す角）は、θ１と同じ２０°である。
【００８７】
感光ドラム１は不図示の駆動手段により矢印Ｕの方向に回転する。転写ローラ９も矢印Ｇの方向に回転する転写駆動ギヤ４６から転写ギヤ３５を介して駆動を伝達され、感光ドラム１にならって回転する。しかし、転写ローラ９の周速が、感光ドラム１よりも遅いため、ブレーキをかけらるように駆動され、その回転数は感光ドラム１よりも遅い。
【００８８】
本実施形態では、転写駆動ギヤ４６は、転写ギヤ３５の下側で直下よりも転写ローラ９の回転方向の下流側で転写ギヤ３５と当接する。この当接面の角度は、転写加圧方向に対して垂直になるため、転写駆動ギヤ４６、転写ギヤ３５に作用する力Ｆ５（転写駆動ギヤ４６の歯面にかかる力）の向きは、転写加圧方向に垂直な方向になる。
【００８９】
このため、転写ローラ駆動負荷が変動した場合にも転写加圧力Ｆｓを相殺する力は発生しない。よって、印字率の高いハーフトーン画像を記録した場合にも画像の曲がりは発生せず、また、シート搬送速度が転写駆動側と非駆動側で異なる場合に発生する画像擦れといった現象も発生しなくなる。
【００９０】
なお、転写駆動ギヤ４６の取り付け角θ６は、転写ギヤとの圧力角θ１ときっちり同じでなくてもよく実施形態１と同様にθ１±１５°より好ましくは、θ１±５°であればよい。
【００９１】
以上のように構成することで、転写ローラ９の回転周速が、感光ドラム１よりも遅い場合でもハーフトーン記録時の画像曲がりや、画像擦れを防止できる。
【００９２】
なお、転写ローラ９の周速が、感光ドラム１よりも遅い場合を、第二実施形態、第三実施形態の構成に当てはめるには、本実施形態と第一実施形態の関係と同様に、転写駆動ギヤの取り付け位置を、感光ドラム中心と転写ローラ中心を結ぶ線分に対して線対称の位置、角度にすればよい。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、転写ローラを感光ドラムに圧接して感光ドラム上のトナー像を転写シートに転写するとともに、前記転写ローラの周速と前記感光ドラムの周速が異なる転写装置において、前記転写ローラの軸に取り付けた転写ギヤと、該転写ギヤに駆動を伝達する転写駆動ギヤと、を有し、該転写駆動ギヤを駆動した際に発生する力の方向が、前記転写ローラを前記感光ドラムに加圧する方向に対して略垂直な方向となるような配置とした。
【００９４】
これにより、表面がでこぼこのシートに記録を行った場合や、ハーフトーンの記録を行った場合に、シート後端での画像のゆがみや、画像擦れを防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態にかかる画像形成装置の断面図である。
【図２】転写装置の構成図である。
【図３】シートに記録をする場合の画像の傾きの測定方法を示す図である。
【図４】転写ローラの取り付け角θ２とハーフトーン記録時の平行性の関係を示す図である。
【図５】実験に用いた転写装置の軸方向に直交する方向の断面図である。
【図６】第二実施形態に係る転写装置の構成図である。
【図７】第二実施形態に係る転写装置の軸方向に直交する方向の断面図である。
【図８】第三実施形態に係る転写装置の軸方向に直交する方向の断面図である。
【図９】第四実施形態に係る転写装置の軸方向に直交する方向の断面図である。
【図１０】従来の転写装置の斜視図である。
【図１１】転写ギヤと転写駆動ギヤにかかる力を説明する図である。
【符号の説明】
Ｂ        …当接部
ＦＬ    …駆動側加圧力
ＦＲ    …転写非駆動側加圧力
Ｆｇｐ、Ｆｇｒ  …力
Ｆｓ    …加圧力
Ｐａ    …平行性
θ１    …圧力角
θ２、θ３    …取り付け角
Ｎ        …転写ニップ
１        …感光ドラム
２        …帯電ローラ
３        …現像スリーブ
４        …トナー容器
５        …現像装置
６        …クリーナ
９        …転写ローラ
２９        …非駆動側バネ
３２        …芯金
３３、３４        …ドラムギヤ
３５        …転写ギヤ
３８        …駆動側バネ
４０、４１、４４〜４６        …転写駆動ギヤ
【図１】
2005025039.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005025039.tif 000008
【図７】
2005025039.tif 000009
【図８】
2005025039.tif 000010
【図９】
2005025039.tif 000011
【図１０】
2005025039.tif 000012
【図１１】
2005025039.tif 000013