(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状媒体に転写されるトナー像を担持しながら回転する像担持体と、
前記像担持体に前記シート状媒体を当接させる転写ローラと、
前記シート状媒体の前記転写ローラが当接する面に当接する外周壁に無機粉体を含有する静電塗装被膜が形成され、前記像担持体に接触するまでに変曲点がない撓みが前記シート状媒体に生ずるように前記像担持体の周速度以上の周速度で回転し、前記像担持体と前記転写ローラとの間に前記シート状媒体を搬送する搬送ローラと、
前記搬送ローラと反対側で前記シート状媒体に当接し前記シート状媒体に従動して回転する従動ローラと、
を備えることを特徴とするレーザプリンタ。
【請求項２】
前記搬送ローラの外周壁の軸方向長さより短い軸方向長さの外周壁を有する前記従動ローラを複数備えることを特徴とする請求項１に記載のレーザプリンタ。
【請求項３】
前記搬送ローラは軸受けに回転自在に支持され外周壁に前記静電塗装被膜が形成される金属製芯材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザプリンタ。
【請求項４】
前記金属製芯材は外周壁に前記軸受けが係合していることを特徴とする請求項３に記載のレーザプリンタ。
【請求項５】
前記無機粉体はアルミナ粉体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザプリンタ。
【請求項６】
前記無機粉体は炭化珪素粉体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザプリンタ。
【請求項７】
シート状媒体の転写ローラが当接する面に当接しながら像担持体に接触するまでに変曲点がない撓みが前記シート状媒体に生ずるように前記像担持体の周速度以上の周速度で回転し前記像担持体と前記転写ローラとの間に前記シート状媒体を搬送するレーザプリンタ用搬送ローラの製造方法であって、
芯材の外周壁に有機粉体塗料及び無機粉体を静電引力により付着させる工程と、
前記有機粉体塗料を溶融する工程と、
前記有機粉体塗料を硬化させ前記有機粉体塗料及び前記無機粉体を前記芯材の外周壁に固定する工程と、
を含むことを特徴とするレーザプリンタ用搬送ローラの製造方法。
【請求項８】
前記無機粉体はアルミナ粉体であることを特徴とする請求項７に記載のレーザプリンタ用搬送ローラの製造方法。
【請求項９】
前記無機粉体は炭化珪素粉体であることを特徴とする請求項７に記載のレーザプリンタ用搬送ローラの製造方法。
【請求項１０】
外周壁に無機粉体を含有する静電塗装被膜が形成されていることを特徴とする搬送ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタ並びに搬送ローラ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙などのシート状媒体に画像を記録する装置としてレーザプリンタが知られている。レーザプリンタはレーザを用いて感光体に潜像を形成し、感光体上で潜像に応じて現像されたトナー像を感光体、中間転写媒体等の像担持体よりシート状媒体に転写ローラを用いて転写する。
【０００３】
レーザプリンタには、像担持体と転写ローラとの間にシート状媒体を搬送する搬送ローラが設けられている。搬送ローラはその従動ローラとでシート状媒体を挟み込み従動ローラと共に回転することで、シート状媒体を像担持体と転写ローラとの間に搬送する。像担持体と転写ローラとの間でシート状媒体に正確にトナー像を転写するには、搬送ローラの周速度を像担持体及び転写ローラの周速度以上に制御することでシート状媒体をたわませて搬送する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
搬送ローラの一種に、シート状媒体に当接する外周壁部分を摩擦係数の高いＥＰＤＭ等の弾性材で形成したものが公知である。しかし、この種の搬送ローラでは外周壁部分の弾性材がシート状媒体や従動ローラと繰り返し摺接することで次第に摩耗し、ローラの外径が減少する。その結果、搬送ローラの周速度が像担持体の周速度より遅くなりシート状媒体が搬送ローラにより搬送方向と逆向きに引っ張られるため、潜像をシート状媒体の適正位置に転写できなくなる。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みて創作されたものであって、トナー像をシート状媒体に正確に転写するレーザプリンタを提供することを目的とする。
また本発明は、外径の経時変化が少ない搬送ローラ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るレーザプリンタは、シート状媒体に転写されるトナー像を担持しながら回転する像担持体と、前記像担持体に前記シート状媒体を当接させる転写ローラと、前記シート状媒体の前記転写ローラが当接する面に当接する外周壁に無機粉体を含有する静電塗装被膜が形成され、前記像担持体に接触するまでに変曲点がない撓みが前記シート状媒体に生ずるように前記像担持体の周速度以上の周速度で回転し、前記像担持体と前記転写ローラとの間に前記シート状媒体を搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラと反対側で前記シート状媒体に当接し前記シート状媒体に従動して回転する従動ローラと、を備えることを特徴とする。このレーザプリンタによると、静電塗装被膜に含有される無機粉体が実質的に摩耗しないため搬送ローラの外径の経時変化が少ない。したがってこのレーザプリンタによると、搬送ローラの周速度を像担持体の周速度以上に正確に制御できるため、トナー像をシート状媒体に正確に転写することができる。尚、像担持体とは、シート状媒体を挟んで転写ローラと対向し、転写ローラによってシート状媒体に直接転写されるトナー像をその直前まで担持するものである。
【０００７】
また本発明に係るレーザプリンタは、搬送ローラの外周壁の軸方向長さより短い軸方向長さの外周壁を有する従動ローラを複数備えることを特徴とする。高い圧力で従動ローラが搬送ローラに圧接しても静電塗装被膜に含有される無機粉体は実質的に摩耗しない。このため、本発明に係るレーザプリンタは、軸方向長さが短い外周壁を有する従動ローラを複数備えることで、軸方向長さが長い外周壁を有する従動ローラを１つ備える場合に比べ各従動ローラに必要な圧力を加えることができ、かつ製造コストを低減できる。
【０００８】
さらに本発明に係るレーザプリンタによると、搬送ローラは軸受けに回転自在に支持され外周壁に静電塗装被膜が形成される金属製芯材を有することを特徴とする。このレーザプリンタによると、搬送ローラの剛性が高いため、シート状媒体が停止状態の搬送ローラと従動ローラの間を突き抜けることを防止できる。
【０００９】
またさらに本発明に係るレーザプリンタによると、金属製芯材はその外周壁に軸受けが係合していることを特徴とする。このレーザプリンタによると、搬送ローラの断面円の中心に搬送ローラの回転軸を正確かつ容易に設定できる。
【００１０】
さらに本発明に係るレーザプリンタによると、無機粉体はアルミナ粉体又は炭化珪素粉体であることを特徴とする。このレーザプリンタによると、無機粉体が異形状粉体であり鋭利であるため、搬送ローラとシート状媒体との摩擦力を増大させることができる。
【００１１】
本発明に係るレーザプリンタ用搬送ローラの製造方法は、シート状媒体の転写ローラが当接する面に当接しながら像担持体に接触するまでに変曲点がない撓みが前記シート状媒体に生ずるように前記像担持体の周速度以上の周速度で回転し前記像担持体と前記転写ローラとの間に前記シート状媒体を搬送するレーザプリンタ用搬送ローラの製造方法であって、芯材の外周壁に有機粉体塗料及び無機粉体を静電引力により付着させる工程と、有機粉体塗料を溶融する工程と、有機粉体塗料を硬化させ有機粉体塗料及び無機粉体を芯材の外周壁に固定する工程とを含むことを特徴とする。この製造方法によると、余剰分の有機粉体塗料及び無機粉体を再利用できるため、周速度を像担持体の周速度以上に正確に制御可能な搬送ローラを製造する際、廃棄物の発生量を低減できる。
【００１２】
また本発明に係るレーザプリンタ用搬送ローラの製造方法によると、無機粉体はアルミナ粉体又は炭化珪素粉体であることを特徴とする。この製造方法によると、無機粉体が異形状粉体であり鋭利であるため、搬送ローラとシート状媒体との摩擦力を増大させることができる。
【００１３】
本発明に係る搬送ローラによると、外周壁に無機粉体を含有する静電塗装被膜が形成されていることを特徴とする。この搬送ローラによると、静電塗装被膜に含有される無機粉体が実質的に摩耗しないため外径の経時変化が少ない。
【００１４】
本発明に係る搬送ローラの製造方法は、芯材の外周壁に有機粉体塗料及び無機粉体を静電引力により付着させる工程と、有機粉体塗料を溶融する工程と、有機粉体塗料を硬化させ有機粉体塗料及び無機粉体を芯材の外周壁に固定する工程とを含むことを特徴とする。この製造方法によると、周速度を正確に制御可能な搬送ローラを製造する際に廃棄物の発生量を低減できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図２は、本発明の一実施例によるレーザプリンタ１０を模式的に示す断面図である。レーザプリンタ１０は、普通紙、コート紙、ＯＨＰ用シート、光沢紙、光沢フィルム等のシート状媒体に画像を記録する。レーザプリンタ１０は、互いに軸平行な複数のローラ１６，２０，２２，２４，２８，３０，３２，３４等と、中間転写ベルト２６とを筐体１２内に備える。図２では、シート状媒体が搬送される経路を破線矢印で示している。
【００１７】
供給ローラ１６は、カセット１４にセットされたシート状媒体の表面に当接し軸まわりに回転することで、シート状媒体を一枚ずつ取り出し搬送ローラ２０と従動ローラ２２との間のレジスト位置に送り込む。
【００１８】
搬送ローラ２０は、従動ローラ２２と協働してシート状媒体を中間転写ベルト２６と転写ローラ２４との間の転写位置に搬送する。搬送ローラ２０及び従動ローラ２２については後に詳述する。
【００１９】
像担持体としての中間転写ベルト２６は、その複数個所で複数の軸体２７に掛けられている。複数の軸体２７はいずれも転写ローラ２４の軸に平行な軸まわりに回転自在に軸受けされている。中間転写ベルト２６は、図示しない駆動装置で軸体２７が駆動されることにより図２のＣ方向に回転する。中間転写ベルト２６には、感光体ドラム２５上で潜像に応じて現像されたトナー像が転写される。
【００２０】
転写ローラ２４は、中間転写ベルト２６の外表面に接触あるいは僅かな隙間を隔てて平行に、軸まわりに回転自在に設けられている。帯電した転写ローラ２４は前記転写位置でシート状媒体に当接し、中間転写ベルト２６に付着したトナーを静電引力によりシート状媒体に移動させ、それにより中間転写ベルト２６上のトナー像をシート状媒体に転写させる。尚、転写ローラ２４とでシート状媒体を挟む像担持体として中間転写ベルト２６の代わりに感光体ドラム２５を用い、感光体ドラム２５上のトナー像を中間転写ベルト２６を介さず直接にシート状媒体に転写するようにしてもよい。
【００２１】
また転写ローラ２４は、シート状媒体及び中間転写ベルト２６を軸体２７と共に押し挟んで図示しない駆動装置により中間転写ベルト２６の周速度と同じ周速度で回転し、トナー像の転写されたシート状媒体を定着圧ローラ２８と定着ヒートローラ３０との間に搬送する。このとき転写ローラ２４及び中間転写ベルト２６の周速度は搬送ローラ２０の周速度より遅くなるように制御され、それにより転写位置におけるシート状媒体の搬送速度は転写ローラ２４及び中間転写ベルト２６の周速度に支配される。図２に示すように、転写ローラ２４の回転方向は中間転写ベルト２６の回転方向とは逆回りのＤ方向である。転写ローラ２４及び中間転写ベルト２６の周速度は、トナー像の転写が適正に行われるように適宜設定される。
【００２２】
定着圧ローラ２８はシート状媒体を定着ヒートローラ３０に押し当て、定着ヒートローラ３０はシート状媒体を加熱することでトナー像をシート状媒体に定着させる。排出ローラ３２とその従動ローラ３４は互いに連動して各軸まわりに回転することで、トナー像の定着されたシート状媒体を排出トレイ３６に搬送する。
【００２３】
図１及び図３は、搬送ローラ２０と従動ローラ２２の組合せ状態を示す模式図である。
まず、搬送ローラ２０の構成について説明する。搬送ローラ２０は、概ね円柱状又は円筒状の金属製芯材５０を有する。金属製芯材５０は例えば鉄鋼材で形成される。
【００２４】
図３に模式的に示すように金属製芯材５０の両端部の外周壁には、筐体１２に設けられた一対の軸受け５４の内周部がそれぞれ摺接可能に係合し、それにより金属製芯材５０がそれら軸受け５４に回転自在に支持されている。金属製芯材５０は、後述する静電塗装被膜６０が形成される部位と軸受けされる部位とで外径の等しいストレートな円柱状又は円筒状であるため、センタレス加工等で外形を正確に形成することができる。そのため、静電塗装被膜６０が形成される部位における搬送ローラ２０の断面中心をその回転軸Ｏに正確に一致させることができる。これにより搬送ローラ２０と従動ローラ２２との間を通るシート状媒体Ｓの搬送速度ムラを防止できる。尚、金属製芯材５０の両端から突出する小径の軸部を設けて金属製芯材５０を多段形状とし、その軸部を軸受け５４で支持するようにしてもよい。
【００２５】
また金属製芯材５０の両端部にはそれぞれ軸受け５４の係合部位より軸方向中心側において、外周壁の周方向に延びる環状溝５２が形成されている。各環状溝５２にはＣリング、Ｅリング等のストップリング５３の内周壁が係合している。軸方向両側のストップリング５３がそれぞれ対応する側の軸受け５４に当接することで、搬送ローラ２０の軸方向の移動が規制されている。
【００２６】
金属製芯材５０の一端部には、歯車５１が同軸に固定されている。この歯車５１は、図示しない駆動装置の出力軸に設けられた歯車に噛み合わされる。駆動装置はモータ等の駆動源、クラッチ機構、歯車機構等で構成され、歯車５１を介して搬送ローラ２０を回転駆動する。搬送ローラ２０の回転方向Ａ（図１及び図２参照）は、シート状媒体Ｓとの当接部位周辺でシート状媒体Ｓの搬送方向に一致する。尚、ベルト駆動により搬送ローラ２０を回転させるようにしてもよい。
【００２７】
金属製芯材５０の外周壁には、アルミナ粉体を含有する静電塗装被膜６０がほぼ均一の厚さで形成されている。この静電塗装被膜６０はシート状媒体Ｓに摺接しシート状媒体Ｓとの間に摩擦力を生じさせる。静電塗装被膜６０は、金属製芯材５０の外周壁の一部分又は複数部分に帯状に形成し、少なくともシート状媒体Ｓを従動ローラ２２とで挟み込む部分に形成する。
【００２８】
静電塗装被膜６０は図１に示すように、有機塗料からなる基材層６２の全体にアルミナ粉体の各粒子６４が分散して埋め込まれたものである。アルミナ粒子６４は表面が角張っており、粒子同士で互いに形状が異なっている。これにより、静電塗装被膜６０の表面には不規則な凹凸が形成され、その凸部が角張った形状になる。したがって、静電塗装被膜６０とシート状媒体Ｓとの間で良好な摩擦力を得ることができる。また、アルミナ粒子以外の無機粉体であっても、表面が角張っており個々の粒子の形状が異なっているものであれば、アルミナ粒子６４の代わりにそれを用いてもよい。そのような無機粉体としては炭化珪素粉体等が知られている。尚、アルミナ粉体（粒子６４）の平均粒径は、シート状媒体Ｓの搬送に必要な摩擦力の大きさに応じ適宜設定されるが、３０μｍ〜８０μｍ程度であることが望ましい。基材層６２の厚さは、アルミナ粒子６４の埋め込み量と突出量との兼ね合いを考慮して設定されるが、８μｍ〜２０μｍ程度であることが望ましい。基材層６２の全表面積に対しアルミナ粉体の占める面積の割合は、必要とされる摩擦力に応じ２０％〜８０％程度に設定される。
【００２９】
ここで、静電塗装被膜６０の形成方法について説明する。
【００３０】
（１）第一に、金属製芯材５０の外周壁表面に有機粉体塗料を静電付着させる。有機粉体塗料には例えばポリエステル系の粉体塗料を使用する。まず金属製芯材５０をアース（接地）する。続いてトリボ帯電（摩擦帯電）型スプレーガンにより、帯電させた粉体塗料を金属製芯材５０に向けて噴射する。帯電した粉体塗料は静電引力により次々に金属製芯材５０に吸着される。同電位に帯電した粒子同士は互いに反発し合うため、粉体塗料は金属製芯材５０の外周壁表面に均一に分散付着する。またスプレーガンに対し金属製芯材５０を相対回転させつつ塗料を噴射することで、金属製芯材５０の周方向でより均一に粉体塗料を付着させることができる。尚、有機粉体塗料の静電付着方式としてコロナ帯電方式を採用してもよい。
【００３１】
（２）第二に、金属製芯材５０表面の基材層６２にアルミナ粉体を静電付着させる。まず金属製芯材５０をアースし、所定の粒径に予め粉砕されたアルミナ粉体をコロナ帯電型スプレーガンにより金属製芯材５０に向けて噴射し帯電させる。帯電したアルミナ粉体の各粒子６４は静電引力により次々に金属製芯材５０に吸着される。アルミナ粉体を噴射する際、同電位に帯電させられるアルミナ粒子６４同士は互いに反発し合うため、各粒子６４は金属製芯材５０に均一に分散付着する。また、スプレーガンに対し金属製芯材５０を相対回転させつつアルミナ粉体を噴射すれば、金属製芯材５０の周方向でより均一にアルミナ粒子６４を分散付着させることができる。尚、アルミナ粉体の静電付着方式としてトリボ帯電方式を採用してもよい。
【００３２】
（３）第三に、有機粉体塗料及びアルミナ粉体が付着した金属製芯材５０を約１８０℃で２０分〜３０分程度加熱し有機粉体塗料を溶融させる。溶融した有機粉体塗料が硬化することで基材層６２が形成され、アルミナ粉体の各粒子６４が金属製芯材５０の外周壁表面に固定される。
【００３３】
次に、従動ローラ２２の構成について説明する。従動ローラ２２は複数設けられるが、１つだけ設けるようにしてもよい。各従動ローラ２２はポリアセタール等の樹脂材で形成され、概ね円柱状を呈する。尚、従動ローラ２２を金属材で形成してもよい。図３に示すように、各従動ローラ２２の外周壁の軸方向長さＬ2は搬送ローラ２０の外周壁の軸方向長さＬ1よりも短い。ただし、個々の従動ローラ２２で軸方向長さが互いに異なっていてもよいし、互いに同じであってもよい。各従動ローラ２２の断面円の半径は実質的に同一である。
【００３４】
各従動ローラ２２は、搬送ローラ２０の外周面に圧接した状態で軸受け（図示しない）に支持され、搬送ローラ２０の回転軸Ｏに平行な共通の軸Ｐまわりに回転自在である。本実施例の従動ローラ２２は図示しない弾性体により搬送ローラ２０側に向かって付勢され、前記レジスト位置で搬送ローラ２０又はシート状媒体Ｓに圧接する。これにより従動ローラ２２は、搬送ローラ２０又はシート状媒体Ｓとの間に働く摩擦力により搬送ローラ２０に従動して回転する。尚、モータ等の駆動源を備えた駆動装置を用いて搬送ローラ２０と等しい周速度で従動ローラ２２を回転させるようにしてもよい。従動ローラ２２の回転方向は、搬送ローラ２０の回転方向とは逆回りのＢ方向である。
【００３５】
次に、搬送ローラ２０を従動ローラ２２と共に回転させシート状媒体Ｓを中間転写ベルト２６と転写ローラ２４との間に搬送する作動について説明する。
【００３６】
供給ローラ１６によりシート状媒体Ｓがレジスト位置に搬送されるときには、搬送ローラ２０を停止させておく。これによりシート状媒体Ｓの送り側先端部がレジスト位置に留められ、シート状媒体Ｓのスキュー角が補正される。また搬送ローラ２０は金属製芯材５０を主体に構成されているので剛性が高く、また各従動ローラ２２の押圧力はそれぞれ必要な大きさに設定できるので、搬送ローラ２０が歪んで停止状態の搬送ローラ２０と従動ローラ２２の間からシート状媒体Ｓが突き抜けてしまうことがない。
【００３７】
中間転写ベルト２６が転写ローラ２４と共に回転しベルト上の転写開始位置が転写位置に到達する直前となったとき、駆動装置のクラッチをつないで搬送ローラ２０を回転させる。これにより従動ローラ２２が従動回転し、シート状媒体Ｓが搬送ローラ２０と従動ローラ２２とに挟持されつつ送られて転写位置にまで搬送される。このとき搬送ローラ２０の周速度が中間転写ベルト２６及び転写ローラ２４の周速度以上になるように、駆動装置の出力軸の回転数を制御する。このように制御すれば、シート状媒体Ｓはレジスト位置と転写位置との間でたわむ状態となり、搬送ローラ２０による送りが転写ローラ２４による送りに影響しなくなるため、転写位置での搬送速度は転写ローラ２４と中間転写ベルト２６の周速度に支配される。これにより、トナー像がシート状媒体Ｓに適正に転写される。尚、搬送ローラ２０の周速度については、中間転写ベルト２６及び転写ローラ２４の周速度より０〜１．２％程度大きな値に設定することが望ましく、特に中間転写ベルト２６及び転写ローラ２４の周速度より０．６％大きな値に設定することが望ましい。
【００３８】
以上説明したレーザプリンタ１０によると、その搬送ローラ２０について外周壁の静電塗装被膜６０に含まれるアルミナ粉体が実質的に摩耗しないので、ローラの外径が経時的に変化し難い。したがってレーザプリンタ１０によると、搬送ローラ２０の周速度を中間転写ベルト２６及び転写ローラ２４の周速度以上に正確に制御することができるため、トナー像のシート状媒体Ｓへの転写を長期に亘り正確に行うことができる。しかもレーザプリンタ１０によると、従動ローラ２２による摩耗痕が搬送ローラ２０に生じないので、従動ローラ２２として搬送ローラ２０より軸方向長さの短いものを使用できコストを低減できる。
【００３９】
以上、本発明の一実施例について詳述したが、これはあくまでも例示であって、本発明はそのような実施例の記載によって何ら限定的に解釈されるものではない。
【００４０】
例えば、上述の説明では搬送ローラを像担持体（中間転写ベルト）と転写ローラとの間にシート状媒体を搬送するローラに適用した例を説明したが、本発明に係る搬送ローラは、例えばプリンタ等においてシート状媒体を搬送するために使用される各種のローラに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による搬送ローラと従動ローラの組合せ状態を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例によるレーザプリンタを模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例による搬送ローラと従動ローラの組合せ状態を模式的に示す部分断面正面図である。
【符号の説明】
１０    レーザプリンタ
２０    搬送ローラ
２２    従動ローラ
２４    転写ローラ
２６    中間転写ベルト
５０    金属製芯材
５４    軸受け
６０    静電塗装被膜
６２    基材層
６４    アルミナ粒子
Ｓ    シート状媒体
【図１】
0003763272.tif 000002
【図２】
0003763272.tif 000003
【図３】
0003763272.tif 000004