説明

転写装置と画像形成装置

【課題】回転するローラにその軸端部から給電して電流を流す際に、その電気的接続部を構成する部材に寸法公差や寸法変化があったり、動作時に衝撃が加わったりしても、常に安定した給電状態を保てるようにする。
【解決手段】像担持体上のトナー像を被転写体に転写するために用いられるローラ16と、その軸端部16cを回転可能に支持する軸受34と、その軸受34を保持する端部保持部材32とを備え、その端部保持部材32に、電源からローラ16に給電するためのリード端子30を設けた転写装置であり、端部保持部材32にリード端子30と接続した導電部材31を設け、その導電部材31と軸受34の端面34aとの間に導電性密着部材33を介在させ、その導電性密着部材33がローラ16の軸線方向に弾性力を有し、導電部材31と軸受34の端面34aとにそれぞれ密着する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、像担持体上に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写装置と、その転写装置を備えたプリンタ,ファクシミリ装置(FAX),複写機,複合機を含む画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
複数の感光体ドラム等の像担持体上に順次形成されるイエロー(Y),シアン(C),マゼンタ(M),ブラック(B)の各色のトナー像を中間転写ベルト上に順次1次転写し、重ね合わせてフルカラーのトナー像を形成し、その中間転写ベルト上のフルカラーのトナー像を、搬送されてきた記録媒体上へ2次転写ローラによって2次転写してカラー印刷するプリンタ,FAX,複写機,複合機を含む画像形成装置が広く用いられている。
【0003】
このような画像形成装置におけるの転写装置として、従来、例えば特許文献1に見られるように、2次転写ローラにトナー像と逆の極性の転写電流を流し、2次転写ローラの対向ローラにトナー像と同極性の電流を流すことによってトナー像が記録媒体側に引き付けられるような方向の転写電界を形成し、その転写電界により、トナー像を中間転写ベルト上から記録媒体上に2次転写することが行われていた。
【0004】
また、上述の2次転写ローラに電流を流す手段として、例えば特許文献2に見られるように、2次転写ローラの導電軸を支持する導電性軸受部と電源からの接続端子との間を板バネ状の導電部材を介して接触させることにより、導電性軸受部と接続端子との間の電気的接続を確保し、その電気的接続を確保するために部品の寸法公差や組み付け公差、あるいは熱膨張による形状変化などの寸法変化分を板バネの弾性力で吸収するようにした転写装置があった。
【特許文献1】特開2007−328317号公報
【特許文献2】特開2007−307710号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、この特許文献2に記載されている転写装置のように、2次転写ローラと電源からの接続端子との間の電気的接続を確保するために板バネ状の部材を用いた場合、板バネ状の部材に塑性変形を起こすような応力がかかると、その部材の弾性力が低下して導通状態がとり難くなるという問題があった。
また、板バネ状の部材は、導電性軸受部とは面接触ではなく点接触や線接触状態になるので、導電性軸受部と接続端子との間隔がある程度大きい場合、板バネ形状では2次転写ローラを記録媒体が通過する際の衝撃などによって、板バネ状の部材と導電性軸受部との電気的な接触が強弱を繰り返すことにより導通不良などが発生して、転写電流が不安定になることがあった。
【0006】
この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、転写ローラのような回転するローラにその軸端部から給電して電流を流す際に、その電気的接続部を構成する部材に寸法公差や寸法変化があったり、動作時に衝撃が加わったりしても、常に安定した給電状態を保てるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明は上記の目的を達成するため、像担持体上のトナー像を被転写体に転写するために用いられるローラと、該ローラの軸端部を回転可能に支持する軸受と、該軸受を保持する端部保持部材とを備え、該端部保持部材に、電源から前記ローラに給電するためのリード端子を設けた転写装置において、
上記端部保持部材に上記リード端子と接続した導電部材を設け、その導電部材と上記軸受の端面との間に導電性密着部材を介在させ、その導電性密着部材が上記ローラの軸線方向に弾性力を有し、上記導電部材と軸受の端面とにそれぞれ密着することを特徴とする。
【0008】
上記導電性密着部材が導電性スポンジであるとよい。
上記軸受が、上記端部保持部材に固着される外輪と上記ローラの軸端部を嵌入させて固着する内輪と、その外輪と内輪との間に介在するローラ又はロールとからなるころがり軸受であり、上記導電部材と上記ころがり軸受における外輪の端面との間にのみ上記導電性密着部材を介在させるようにするとよい。
【0009】
上記端部保持部材に、上記リード端子と導電部材と軸受と導電性密着部材とを一体的に設けて端部保持部材ユニットを構成することができる。
上記像担持体が中間転写ベルトであり、上記ローラが前記中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体(被転写体)に転写するための2次転写ローラ又は2次転写対向ローラであってもよい。
この発明による画像形成装置は上記いずれかの転写装置を備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
まず、この発明による転写装置を備えた画像形成装置の一実施形態について説明する。
図2はその画像形成装置の主要部の概略構成図である。この画像形成装置は、プリンタ,ファクシミリ装置(FAX),複写機,複合機等のいずれでもよい。
【0011】
この図2に示す画像形成装置は、イエロー(Y),シアン(C),マゼンタ(M),ブラック(B)の4つの画像形成手段7Y,7C,7M,7Bを水平方向に並べて配置したタンデム型中間転写方式の画像形成部(以下「タンデム画像形成部」と略称する)を備えている。
このタンデム画像形成部において、個々のトナー像形成手段である画像形成手段7Y,7C,7M,7Bは、ドラム状の像担持体としての感光体ドラム1Y,1C,1M,1Bの周囲に、帯電装置2Y,2C,2M,2B、現像ユニット4Y,4C,4M,4B、感光体クリーニング装置6Y,6C,6M,6B、除電装置(公知なので図示を省略する)を備えている。
但し、これら4つのカラー順は一例であり、これに限定されるものではない。
【0012】
上記タンデム画像形成部の上には露光装置3が設けられている。この露光装置3は、4つのレーザ光源からの光ビームをポリゴンミラー等の光偏向器でそれぞれ偏光走査し、4系統の走査結像用光学系を介して各感光体ドラム1Y,1C,1M,1Bにそれぞれレーザ光Ly,Lc,Lm,Lbを照射して露光し、その各表面に静電潜像を書き込む光走査式の露光装置である。しかし、これに代えて、発光ダイオード(LED)アレイと結像素子アレイ(いずれも公知なので図示を省略する)を主走査方向に配置して、LEDアレイからの光で各感光体ドラム1Y,1C,1M,1Bを露光して静電潜像を書き込むライン状の露光装置等を設けてもよい。
【0013】
一方、タンデム画像形成部の下側には転写装置10が配設されており、この転写装置10には、複数のローラに張架された無端ベルト状の中間転写ベルト11を設けている。
この中間転写ベルト11は、被転写体であって像担持体でもある中間転写体であり、複数のローラ14、15,16に掛け回され、その複数のローラのうち駆動ローラ14の回転軸には駆動源としての駆動モータ(公知なので図示を省略する)が連結されている。
その駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト11が矢示aで示すように図2における時計回りに回動するとともに、支持ローラ15や2次転写対向ローラ16が従動回転する。
【0014】
中間転写ベルト11は、ポリイミド(PI),ポリカーボネート(PC),フッ素系樹脂,シリコン系樹脂等を含む樹脂材に、カーボン,金属錯体等を含む導電粒子を分散させた半導電性材料からなり、これらのうちの1種類の材料による単層のベルト、あるいは、異なる材料からなる複数の層を積層させた多層構造のベルトである。
また、中間転写ベルト11の内側(裏面側)には、感光体ドラム1Y,1C,1M,1Bとそれぞれ対向して、各感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルト11上に1次転写するための1次転写装置(1次転写ローラを主体とする)5Y,5C,5M,5Bを設けている。
【0015】
その1次転写位置5Y,5C,5M,5Bより中間転写ベルト11の回動方向(矢示a方向)の下流側の所定位置における中間転写ベルト11内側(裏面側)には、2次転写対向ローラ(「斥力ローラ」ともいう)16が設けられている。
この2次転写対向ローラ16と中間転写ベルト11を挟んで対向する位置には、2次転写ローラ22が設けられており、2次転写対向ローラ16とともに中間転写ベルト11を挟持して2次転写ニップを形成しており、これらによって2次転写部12を構成している。
【0016】
2次転写対向ローラ16には、トナー像と同極性の一定の電流を与える定電流電源が後述する所定の部材を介して電気的に接続されており、2次転写ローラ22は接地されている。
なお、2次転写ローラ22を引力ローラとして使用してもよい。すなわち、2次転写ローラ22にトナーと逆極性のバイアスを付与して、中間転写ベルト上のトナー像を被転写体である記録媒体に転写するように構成してもよい。
【0017】
2次転写対向ローラ16は、ステンレスやアルミニウムを含む材料の芯金16bに抵抗層16aを被覆したものである。
抵抗層16aは、ポリカーボネート,フッ素系ゴム,シリコン系ゴム等を含む弾性部材に、カーボンや金属錯体等を含む導電粒子を分散させたもの、あるいはNBRやEPDM等のゴム、NBR/ECO共重合のゴム、ポリウレタンの半導電性ゴム等からなる。
【0018】
また、硬度は比較的柔らかい発泡タイプもしくはゴムタイプのものであり、中間転写ベルト11を介して2次転写ローラ22と接触するので、小さな接触圧力でも非接触部分が生じないようにスポンジ状の構造になっている。
それは、中間転写ベルト11と2次転写対向ローラ16の接触圧力が大きいほど、文字や細線の中抜けが生じ易いので、これを防止するためである。
【0019】
次に、この発明に係る部分である図2に示した転写装置10の2次転写部12について詳しく説明する。図1はその2次転写部12の構成例を示す断面図である。
この図1に示す2次転写部12の2次転写対向ローラ16は、前述したように中間転写ベルト11を挟んで2次転写ローラ22と対向している。そして、その2次転写対向ローラ16の軸線方向の両端部が、樹脂により成形された独立の部材である一対の端部保持部材32,35にそれぞれ嵌入して、回転可能に保持されている。
【0020】
端部保持部材32,35における2次転写対向ローラ16の両端部をそれぞれ嵌入させる円筒部32a,35aの内周面には、それぞれ導電性リング状の軸受34、37が圧入固定されており、その各軸受34、37に2次転写対向ローラ16の軸端部(図2に示した芯金16bの両端部)16c,16dがそれぞれ回転可能に嵌入している。この例の軸受34、37は、高硬度の合金鋼などからなる滑り軸受である。
【0021】
また、一方の端部保持部材32の基部32bには、銅板等の金属板からなる略円板状の導電部材31が円筒部32aの内端面を形成するように埋設され、外部に延設する導電性のリード端子30を一体に又は接続して設けている。その導電部材31の面31aと軸受34の対向する端面34aとの間には0.3mm〜1mm程度の隙間があり、その隙間を埋めるように、導電部材31の面31aと軸受34の端面34aとの間に、弾性力を有する導電性密着部材であるリング状の導電性スポンジ33を介在させている。導電性スポンジ33による弾性力を得るためには0.3mm以上の隙間が必要であり、その隙間の上限は特にないが、1mm程度までで充分である。
【0022】
この導電性スポンジ33は導電部材31と軸受34を介して2次転写対向ローラ16とを電気的に接続する。そして、画像形成装置の図示していない電源部から後述するコネクタおよび図1におけるリード端子30を介して、導電部材31、導電性スポンジ33、軸受34、2次転写対向ローラ16という給電経路で2次転写対向ローラ16にバイアス電圧を印加して、2次転写電流を流す。
【0023】
また、この導電性スポンジ33は、導電部材31の面31aと軸受34の端面34aとの間の上述した空隙を埋め、その弾性復元力を蓄勢するように若干圧縮されており、2次転写対向ローラ16の軸線方向に弾性力を有する。なお、軸受34は回転しないので、導電性スポンジ33と軸受34との間に相対回転による摩擦は起こらない。また、2次転写対向ローラ16の軸端部16cの端面16eと導電部材31の面31aとの間にも同じ空隙が存在するので、その間に摩擦が生じることもない。
【0024】
このように、導電部材31と軸受34との間に、弾性力を有する導電性密着部材であるリング状の導電性スポンジ33を介在させたことによって、部品の寸法公差や組付け交差を吸収でき、衝撃などによる導通不良を生じることもなくなり、常に導電部材31と軸受34との安定した導通状態を維持して2次転写対向ローラ16に安定した給電をすることができる。
この導電性スポンジ33に代えて、導電性のゴムや樹脂などの弾性力を有する導電性の密着部材として使用してもよい。
【0025】
さらに、この2次転写部12では、図1において2次転写対向ローラ16の右端部を保持する端部保持部材35には、2次転写対向ローラ16の右側の軸端部16dを嵌入させる軸受37を固設している。なお2次転写対向ローラ16の右側の軸端部16dにおける端面16fと端部保持部材35の基部35bにおける面35dとの間にも、小さな間隙を設けて、両者間に回転摩擦が発生しないようにしている。
【0026】
なお、軸受37として、後述する実施例のように、リング状の外輪と内輪とが多数のボール又はローラを介して相対回転自在に組み合わされたころがり軸受を使用する場合には、端部保持部材35の基部35bにおける面35dがその内輪と接触しないように、その間にも小さな間隙を設ける。
この2次転写対向ローラ16の給電に関与しない方の端部を保持する端部保持部材35と軸受37との間には導電性スポンジ36のような弾性力を有する密着部材を設けなくてよい。
【0027】
次に、この発明による転写装置の他の例を図3によって説明する。図3はその転写装置10の2次転写部の要部構成を示す断面図である。この図3において図1と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。
この2次転写部が図1に示した2次転写部と相違する点は、図1における軸受34に代えて軸受40としてころがり軸受を設けたことである。
【0028】
軸受40は、それぞれ合金鋼からなるリング状の外輪41と内輪42とが、その間に多数のボール又はローラ43を介して相対回転自在に組み合わされたころがり軸受である。そして、その軸受40の外輪41が端部保持部材32の2次転写対向ローラ16の端部を嵌入させる円筒部32aの内周面に圧入固定され、内輪42に2次転写対向ローラ16の軸端部16cが圧入固定される。
したがって、この軸受40の外輪41は端部保持部材32に固定され、内輪42は2次転写対向ローラ16と共に回転する。
【0029】
そして、端部保持部材32に埋設された導電部材31の面31aと軸受40の外輪41の端面との間にのみその隙間を埋めるように、弾性力を有する導電性密着部材であるリング状の導電性スポンジ33を若干圧縮させて介在させている。
したがって、導電性スポンジ33は軸受40の外輪41の端面に密着しているが、2次転写対向ローラ16と共に回転する内輪42には接触していない。そのため、軸受40と導電性スポンジ33との間では回転による摩擦は起こらない。
【0030】
導電性スポンジ代えて、導電性ゴムや導電性合成ゴムなどを弾性を有する導電性密着部材として介在させるようにしてもよい。すなわち、この導電性密着部材は、導電性を有し、導電部材31と軸受40の外輪41との間で2次転写対向ローラ16の軸方向に弾性力を有し、導電部材31と軸受40の外輪41の端面とに密着できる材質であればよい。これにより安定した接触状態を維持することができ、転写電流が不安定になることがなくなる。
【0031】
なお、2次転写ローラ22を引力ローラとして使用する場合には、前述の2次転写対向ローラ16と同様にそのリード端子を有する端部保持部材内の給電用の導電部材と軸受との間に、弾性を有する導電性密着部材を介在させるとよい。すなわち、この発明は2次転写ローラ22にも同様にてきようできる。
【0032】
ここで図2に戻って、用紙等の記録媒体Sの搬送方向(図中矢示b方向)の2次転写位置よりも上流側には、記録媒体Sが積載された給紙カセット18と、その給紙カセット18から記録媒体Sを1枚ずつ給紙するための給紙ローラ19及び分離ローラ20が設けられている。
そして、給紙カセット18から給紙された記録媒体Sは、画像形成及び1次転写動作により中間転写ベルト11に転写されたトナー像が2次転写部12に来るタイミングに合わせて、レジストローラ21により2次転写ニップに搬送され、2次転写ニップにおいて中間転写ベルト11上のトナー像が被転写体である記録媒体Sに2次転写される。
【0033】
2次転写ローラ22によりトナー像を転写された記録媒体Sの搬送方向に関して、2次転写ローラ22の下流部には、トナー像を転写された記録媒体Sを除電して中間転写ベルト11から分離する除電分離手段の除電部材である分離除電針23と、中間転写ベルト11から分離した記録媒体Sを搬送案内するガイド部材24、25とが設けられている。
【0034】
さらに、分離された記録媒体Sの搬送方向下流側には、記録媒体S上の未定着トナー像を定着するための定着ローラ28aと加圧ローラ28bとを有する定着装置28と、定着後の記録媒体Sを図示しない排紙トレイあるいは後処理装置等に排紙する排紙ローラ29が設けられている。
この発明による転写装置では、中間転写ベルト11の背面に設けた2次転写対向ローラ16にトナー像と同じ極性の電圧を印加し、中間転写ベルト11から記録媒体Sに向かう転写電界を形成することによって、中間転写ベルト11上のトナー像を記録媒体S上に転写する。
【0035】
このような転写装置の2次転写対向ローラ16の両端部を支える端部保持部材32、35の一方である端部保持部材32に設けたリード端子30を一体とする導電部材31から2次転写対向ローラ16に給電する構成において、導電部材31と軸受34(又は40)の間に、弾性を有する導電性密着部材である導電性スポンジ33を介在させて軸受34(又は40)と導電部材31とを電気的に確実に接続させ、導電性スポンジ33の弾性力で安定した接触状態を維持し、2次転写電流を安定して供給することができる。
【0036】
このようにすれば、2次転写対向ローラ16から中間転写体ベルト11を伝って漏れる電流がなくなり、2次転写対向ローラ16に印加した電圧がそのまま中間転写体ベルト11から記録媒体Sへ向かう転写電流となるので転写率が安定する。
また、漏れ電流が減少するため電源から印加する転写電圧を下げることができ、電源出力を抑えることができる。
【0037】
図4はその給電側の端部保持部材32をユニット化した例を示す。この端部保持ユニット50は、前述した導電部材31と軸受34(又は40)と導電性スポンジ33を備えた端部保持部材32と、先端にコネクタ45を設けたリード端子30とを一体に構成している。導電部材31との間にリング状の導電性スポンジ33を挟んで、端部保持部材32の円筒部32a内に軸受34(又は40)を圧入するだけで、ネジ止めやカシメあるいは接着等の工具類を必要とする作業を行わずに、端部保持部材ユニット50を容易に組み立てることができる。
【0038】
そして、この端部保持部材ユニット50の円筒部32a内に、2次転写対向ローラ16の一方の端部を嵌入させ、その軸端部16cを軸受34(又は40)に挿入(軸受34の場合は緩嵌、軸受40の場合は内輪42に圧入)すれば、2次転写対向ローラ16を給電可能に保持できる。
【0039】
このようにすれば、2次転写部に記録媒体Sが通過する際のショックにより転写電流が印加されている2次転写対向ローラ16が振動しても、導電部材31と2次転写対向ローラ16との機械的および電気的な接続状態が保持され、安定して回転して記録媒体を送る2次転写対向ローラ16に2次転写電流を供給することができる。
【0040】
このように、2次転写対向ローラ16の両端部を保持すると共に給電する部材をユニット化することにより、部品コストや組立コストを低く抑えることができる。また、故障時等の交換作業を容易に行うことができる。さらに、給電機構の小型化が可能になり、スペースを効率的に使用することができる。
【0041】
以上、2次転写ローラ22と2次転写対向ローラ16を設けた2次転写部にこの発明を適用した実施形態について説明したが、感光体上のトナー像を用紙に転写するために用いられる転写ローラを設けた転写部や、感光体上のトナー像を中間転写ベルトに転写するために用いられる所謂1次転写ローラを設けた1次転写部などにも、この発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0042】
この発明は、プリンタ,ファクシミリ装置,複写機,複合機等の各種画像形成装置、特にその転写装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】図2に示す転写装置の2次転写部の概略構成を示す断面図である。
【図2】この発明による転写装置を備えた画像形成装置の一実施形態の主要部の概略構成図である。
【図3】この発明による転写装置の2次転写部の他の例の概略構成を示す断面図である。
【図4】2次転写対向ローラの一端部を保持する端部保持部材ユニットの例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0044】
1Y,1C,1M,1B:感光体ドラム(像担持体)
2Y,2C,2M,2B:帯電装置 3:露光装置
4Y,4C,4M,4B:現像ユニット
5Y,5C,5M,5B:1次転写装置
6Y,6C,6M,6B:感光体クリーニング装置
7Y,7C,7M,7B:画像形成手段 10:転写装置
11:中間転写ベルト(被転写体であって像担持体でもある中間転写体)
12:2次転写部 14:駆動ローラ 15:支持ローラ
16:2次転写対向ローラ 16a:抵抗層 16b:芯金
16c,16d:軸端部 16e:端面
17:中間転写体クリーニング装置 18:給紙カセット
19:給紙ローラ 20:分離ローラ 21:レジストローラ
23:分離除電針(分離除電部材) 24,25:ガイド部材
28:定着装置 29:排紙ローラ S:記録媒体(被転写体)
30:リード端子 31:導電部材
32,35:端部保持部材 33:導電性スポンジ(導電性密着部材)
34,40:軸受 41:外輪 42:内輪 43:ボール又はローラ
45:コネクタ 50:端部保持部材ユニット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
像担持体上のトナー像を被転写体に転写するために用いられるローラと、該ローラの軸端部を回転可能に支持する軸受と、該軸受を保持する端部保持部材とを備え、該端部保持部材に、電源から前記ローラに給電するためのリード端子を設けた転写装置において、
前記端部保持部材に前記リード端子と接続した導電部材を設け、該導電部材と前記軸受の端面との間に導電性密着部材を介在させ、該導電性密着部材が前記ローラの軸線方向に弾性力を有し、前記導電部材と前記軸受の端面とにそれぞれ密着することを特徴とする転写装置。
【請求項2】
前記導電性密着部材が導電性スポンジであることを特徴とする請求項1に記載の転写装置。
【請求項3】
前記軸受が、前記端部保持部材に固着される外輪と前記ローラの軸端部を嵌入させて固着する内輪と、前記外輪と前記内輪との間に介在するローラ又はロールとからなるころがり軸受であり、前記導電部材と前記ころがり軸受における前記外輪の端面との間にのみ前記導電性密着部材を介在させたことを特徴とする請求項1又は2に記載の転写装置。
【請求項4】
前記端部保持部材に、前記リード端子と前記導電部材と前記軸受と前記導電性密着部材とが一体的に設けられて端部保持部材ユニットを構成していることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の転写装置。
【請求項5】
前記像担持体が中間転写ベルトであり、前記ローラが前記中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写するための2次転写ローラ又は2次転写対向ローラであることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の転写装置。
【請求項6】
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の転写装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。



【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2010−117590(P2010−117590A)
【公開日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−291289(P2008−291289)
【出願日】平成20年11月13日(2008.11.13)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】