JP2017009985A - ローラ部材、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高圧電圧が印加されてもリークが生じにくい、ローラ部材、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】2次転写対向ローラ80(ローラ部材)は、外周面に弾性層83が形成された芯金82に、弾性層83が形成された範囲から軸方向端部に向けて突き出すように突出部82aが形成されていて、その突出部82aに、弾性層83における軸方向端部の端面83aに喰い込むように非導電性部材85が設置されている。
【選択図】図5
【解決手段】2次転写対向ローラ80(ローラ部材)は、外周面に弾性層83が形成された芯金82に、弾性層83が形成された範囲から軸方向端部に向けて突き出すように突出部82aが形成されていて、その突出部82aに、弾性層83における軸方向端部の端面83aに喰い込むように非導電性部材85が設置されている。
【選択図】図5
Description
この発明は、芯金の外周面に弾性層が形成されたローラ部材と、それを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置と、に関し、特に、高圧電圧が印加される2次転写ローラや2次転写対向ローラなどのローラ部材、及び、画像形成装置に関するものである。
従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置では、2次転写ローラや2次転写対向ローラなどのローラ部材として、芯金の外周面に弾性層が形成されたものを用いて、そのローラ部材に高圧電圧となる2次転写バイアスを印加して2次転写工程をおこなうものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
詳しくは、カラー画像形成装置において、中間転写ベルトは所定方向に走行されて、複数の1次転写ニップの位置でそれぞれトナー像が重ねて1次転写されて、そのトナー像が中間転写ベルトと2次転写ローラとの2次転写ニップの位置に搬送される記録媒体に2次転写される。この2次転写ニップは、2次転写ローラと2次転写対向ローラとが中間転写ベルトを介して当接することで形成される。また、2次転写ローラと2次転写対向ローラとのうち少なくとも一方に、所定の2次転写バイアスが印加されて、このような2次転写工程がおこなわれる。
詳しくは、カラー画像形成装置において、中間転写ベルトは所定方向に走行されて、複数の1次転写ニップの位置でそれぞれトナー像が重ねて1次転写されて、そのトナー像が中間転写ベルトと2次転写ローラとの2次転写ニップの位置に搬送される記録媒体に2次転写される。この2次転写ニップは、2次転写ローラと2次転写対向ローラとが中間転写ベルトを介して当接することで形成される。また、2次転写ローラと2次転写対向ローラとのうち少なくとも一方に、所定の2次転写バイアスが印加されて、このような2次転写工程がおこなわれる。
一方、特許文献1には、2次転写ローラや2次転写対向ローラなどのローラ部材に高圧電圧としての2次転写バイアスを印加することによってリークが生じないように、2次転写バイアスが印加されるローラ部材の支軸にカラーやスペーサからなる支持部材を回転可能に設置する技術が開示されている。
従来の技術は、ローラ部材に高圧電圧を印加することによってリークが生じてしまって、転写不良などの不具合が発生してしまうことがあった。
これに対して、特許文献1では、高圧電圧が印加されるローラ部材の支軸にカラーやスペーサからなる支持部材を回転可能に設置しているため、そのようなリークの発生をある程度防止する効果が期待できる。しかし、ローラ部材と支持部材との間に隙間が生じてしまって、リークの発生を充分に抑止できない可能性があった。
これに対して、特許文献1では、高圧電圧が印加されるローラ部材の支軸にカラーやスペーサからなる支持部材を回転可能に設置しているため、そのようなリークの発生をある程度防止する効果が期待できる。しかし、ローラ部材と支持部材との間に隙間が生じてしまって、リークの発生を充分に抑止できない可能性があった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、高圧電圧が印加されてもリークが生じにくい、ローラ部材、及び、画像形成装置を提供することにある。
この発明の請求項1記載の発明にかかるローラ部材は、芯金の外周面に弾性層が形成されたローラ部材であって、前記芯金は、前記弾性層が形成された範囲から軸方向端部に向けて突き出すように形成された突出部を有し、非導電性材料で形成されて、前記弾性層における軸方向端部の端面に喰い込むように、前記突出部に設置された非導電性部材を備えたものである。
本発明によれば、高圧電圧が印加されてもリークが生じにくい、ローラ部材、及び、画像形成装置を提供することができる。
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
実施の形態1.
図1〜図7を用いて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1及び図2にて、画像形成装置100における全体の構成・動作について説明する。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図2はその作像部を示す拡大図である。
図1に示すように、画像形成装置本体100の中央には、中間転写ベルト装置15が設置されている。また、中間転写ベルト装置15の中間転写ベルト8(像担持体)に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。
図1〜図7を用いて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1及び図2にて、画像形成装置100における全体の構成・動作について説明する。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図2はその作像部を示す拡大図である。
図1に示すように、画像形成装置本体100の中央には、中間転写ベルト装置15が設置されている。また、中間転写ベルト装置15の中間転写ベルト8(像担持体)に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。
図2を参照して、イエローに対応した作像部6Yは、感光体としての感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配設された帯電部4Y、現像部5Y、クリーニング部2Y、除電部(不図示である。)等で構成されている。そして、感光体ドラム1Y上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)がおこなわれて、感光体ドラム1Y上にイエロー画像が形成されることになる。
なお、他の3つの作像部6M、6C、6Kも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部6Yとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の3つの作像部6M、6C、6Kの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部6Yのみの説明をおこなうことにする。
図2を参照して、感光体ドラム1Yは、不図示の駆動モータによって反時計方向に回転駆動される。そして、帯電部4Yの位置で、感光体ドラム1Yの表面が一様に帯電される(帯電工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光部7から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光部7から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、現像部5Yとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される(現像工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、像担持体としての中間転写ベルト8(ベルト部材)及び1次転写ローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、像担持体としての中間転写ベルト8(ベルト部材)及び1次転写ローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、クリーニング部2Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード2aによってクリーニング部2Y内に回収される(クリーニング工程である。)。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
なお、上述した作像プロセスは、他の作像部6M、6C、6Kでも、イエロー作像部6Yと同様におこなわれる。すなわち、作像部の上方に配設された露光部7から、画像情報に基いたレーザ光Lが、各作像部6M、6C、6Kの感光体ドラム1M、1C、1K上に向けて照射される。詳しくは、露光部7は、光源からレーザ光Lを発して、そのレーザ光Lを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ベルト装置15は、図3を参照して、像担持体としての中間転写ベルト8、4つの1次転写ローラ9Y、9M、9C、9K 、駆動ローラ12A、ローラ部材としての2次転写対向ローラ80(転写対向部材)、テンションローラ12B〜12D、クリーニング対向ローラ13、中間転写クリーニング部10、2次転写ローラ70(転写部材)、等で構成される。中間転写ベルト8は、複数のローラ部材80、12A〜12D、13によって張架・支持されるとともに、1つのローラ部材(駆動ローラ12A)の回転駆動によって図3中の矢印方向に無端移動される。
4つの1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K との間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kに、トナーの極性とは逆の極性の転写電圧(1次転写バイアス)が印加される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
その後、各色のトナー像が重ねて1次転写された中間転写ベルト8は、2次転写ローラ70との対向位置に達する。この位置では、2次転写対向ローラ80(ローラ部材)が、2次転写ローラ70との間に中間転写ベルト8を挟み込んで転写ニップ(2次転写ニップ)を形成している。そして、中間転写ベルト8上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップ(転写ニップ)の位置に搬送された用紙等の記録媒体P上に2次転写される。このとき、中間転写ベルト8には、記録媒体Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト8は、中間転写クリーニング部10の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト8上の未転写トナーが除去される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
ここで、図1を参照して、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Pは、装置本体100の下方に配設された給紙部26から、給紙ローラ27やレジストローラ対28等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
レジストローラ対28(タイミングローラ対)に搬送された記録媒体Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対28のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト8上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対28が回転駆動されて、記録媒体Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体P上に、所望のカラー画像が転写される。
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着部20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体P上に定着される。
その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対(不図示である。)によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出された記録媒体Pは、出力画像として、スタック部上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対(不図示である。)によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出された記録媒体Pは、出力画像として、スタック部上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
次に、図2にて、作像部における現像部5Y(現像装置)の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像部5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像ローラ51Yと、現像ローラ51Yに対向するドクターブレード52Yと、現像剤収容部内に配設された2つの搬送スクリュ55Yと、現像剤収容部に開口を介して連通するトナー補給経路43Yと、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ56Yと、等で構成される。現像ローラ51Yは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤が収容されている。
現像部5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像ローラ51Yと、現像ローラ51Yに対向するドクターブレード52Yと、現像剤収容部内に配設された2つの搬送スクリュ55Yと、現像剤収容部に開口を介して連通するトナー補給経路43Yと、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ56Yと、等で構成される。現像ローラ51Yは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤が収容されている。
このように構成された現像部5Yは、次のように動作する。
現像ローラ51Yのスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51Y上に担持された現像剤は、スリーブの回転にともない現像ローラ51Y上を移動する。ここで、現像部5Y内の現像剤は、現像剤中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。
その後、現像剤収容部内に補給されたトナーは、2つの搬送スクリュ55Yによって、現像剤とともに混合・撹拌されながら、隔絶された2つの現像剤収容部を循環する(図2の紙面垂直方向の移動である。)。そして、現像剤中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ51Y上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ51Y上に担持される。
現像ローラ51Yのスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51Y上に担持された現像剤は、スリーブの回転にともない現像ローラ51Y上を移動する。ここで、現像部5Y内の現像剤は、現像剤中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。
その後、現像剤収容部内に補給されたトナーは、2つの搬送スクリュ55Yによって、現像剤とともに混合・撹拌されながら、隔絶された2つの現像剤収容部を循環する(図2の紙面垂直方向の移動である。)。そして、現像剤中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ51Y上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ51Y上に担持される。
現像ローラ51Y上に担持された現像剤は、図2中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード52Yの位置に達する。そして、現像ローラ51Y上の現像剤は、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム1Yとの対向位置(現像領域である。)まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム1Y上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ51Y上に残った現像剤はスリーブの回転にともない現像剤収容部の上方に達して、この位置で現像ローラ51Yから離脱される。
次に、図3及び図4を用いて、本実施の形態1における中間転写ベルト装置15について詳述する。
図3を参照して、中間転写ベルト装置15は、像担持体としての中間転写ベルト8、4つの1次転写ローラ9Y、9M、9C、9K 、駆動ローラ12A、ローラ部材としての2次転写対向ローラ80(転写対向部材)、テンションローラ12B〜12D、クリーニング対向ローラ13、中間転写クリーニング部10、2次転写ローラ70(転写部材)、等で構成される。
図3を参照して、中間転写ベルト装置15は、像担持体としての中間転写ベルト8、4つの1次転写ローラ9Y、9M、9C、9K 、駆動ローラ12A、ローラ部材としての2次転写対向ローラ80(転写対向部材)、テンションローラ12B〜12D、クリーニング対向ローラ13、中間転写クリーニング部10、2次転写ローラ70(転写部材)、等で構成される。
中間転写ベルト8は、各色のトナー像をそれぞれ担持する4つの感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに対向するように配設されている。中間転写ベルト8は、主として6つのローラ部材(駆動ローラ12A、2次転写対向ローラ80、テンションローラ12B〜12D、クリーニング対向ローラ13、である。)によって張架・支持されている。
本実施の形態1において、中間転写ベルト8は、PVDF(フッ化ビニルデン)、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PI(ポリイミド)、PC(ポリカーボネート)、等を単層又は複数層に構成して、カーボンブラック等の導電性材料を分散させたものである。中間転写ベルト8は、体積抵抗率が106〜1013Ωcm、ベルト裏面側の表面抵抗率が107〜1013Ω/□の範囲となるように調整されている。また、中間転写ベルト8は、厚さが20〜200μmの範囲となるように設定されている。本実施の形態1では、中間転写ベルト8の厚さが60μm程度に、体積抵抗率が109Ωcm程度に、設定されている。
なお、必要に応じて中間転写ベルト8の表面に離型層をコートすることもできる。その際、コートに用いる材料として、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PTFE(ポリ四フッ化エチレン)、PVDF(フッ化ビニルデン)、PEA(パーフルオロアルコキシフッ素樹脂)、FEP(四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体)、PVF(フッ化ビニル)、等のフッ素樹脂を使用できるが、これに限定されるものではない。
また、中間転写ベルト8の製造方法としては、注型法、遠心成形法、等があり、必要に応じてその表面を研磨する工程がおこなわれる。また、上述した中間転写ベルト8の体積抵抗率は、「ハイレスターUP MCP HT45」(三菱化学社製)を用いて印加電圧100Vの条件にて測定したものである。
なお、必要に応じて中間転写ベルト8の表面に離型層をコートすることもできる。その際、コートに用いる材料として、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PTFE(ポリ四フッ化エチレン)、PVDF(フッ化ビニルデン)、PEA(パーフルオロアルコキシフッ素樹脂)、FEP(四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体)、PVF(フッ化ビニル)、等のフッ素樹脂を使用できるが、これに限定されるものではない。
また、中間転写ベルト8の製造方法としては、注型法、遠心成形法、等があり、必要に応じてその表面を研磨する工程がおこなわれる。また、上述した中間転写ベルト8の体積抵抗率は、「ハイレスターUP MCP HT45」(三菱化学社製)を用いて印加電圧100Vの条件にて測定したものである。
1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を介して対応する感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに対向している。詳しくは、イエロー用の転写ローラ9Yは中間転写ベルト8を介してイエロー用の感光体ドラム1Yに対向し、マゼンタ用の転写ローラ9Mは中間転写ベルト8を介してマゼンタ用の感光体ドラム1Mに対向し、シアン用の転写ローラ9Cは中間転写ベルト8を介してシアン用の感光体ドラム1Cに対向し、ブラック用(黒色用)の転写ローラ9Kは中間転写ベルト8を介してブラック用(黒色用)の感光体ドラム1Kに対向している。1次転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、直径が10mm程度の芯金上に、外径が16mm程度の導電性スポンジ層が形成された弾性ローラであって、体積抵抗が106〜1012Ω(好ましくは、107〜109Ω)の範囲となるように調整されている。
駆動ローラ12Aは、不図示の駆動モータによって回転駆動される。これにより、中間転写ベルト8は所定の走行方向(図3の時計方向である。)に走行することになる。
3つのテンションローラ12B〜12Dは、中間転写ベルト8の内周面又は外周面に当接している。2次転写対向ローラ80とテンションローラ12Bとの間には、中間転写ベルト8を介してクリーニング対向ローラ13に対向するように中間転写クリーニング部10(クリーニングブレード)が設置されている。
3つのテンションローラ12B〜12Dは、中間転写ベルト8の内周面又は外周面に当接している。2次転写対向ローラ80とテンションローラ12Bとの間には、中間転写ベルト8を介してクリーニング対向ローラ13に対向するように中間転写クリーニング部10(クリーニングブレード)が設置されている。
図3及び図4を参照して、ローラ部材としての2次転写対向ローラ80(転写対向ローラ)は、中間転写ベルト8(像担持体)を介して2次転写ローラ70に当接している。2次転写対向ローラ80(転写対向ローラ)は、ステンレス鋼等からなる円筒状の芯金82の外周面に、体積抵抗が107〜109Ωcm程度で、硬度(Asker−C硬度)が40〜50度程度のNBR発泡ゴムからなる弾性層83(層厚は5mm程度である。)が形成されたものである。
また、2次転写対向ローラ80の抵抗値(ローラ抵抗値)は、7.75±0.25LogΩ程度に設定されている。この抵抗値(ローラ抵抗値)は、25±5℃、60±10%RHの温湿度環境において、治具ドラムに片側10Nの荷重で2次転写対向ローラを押し当てて、芯金にDC1±0.1kVの電圧を印加して、回転開始後3回転目の電流値を治具ドラムの周方向32点につき測定した値の平均値である。
なお、本実施の形態1における2次転写対向ローラ80の芯金82の軸方向両端部には、高圧電圧の印加にともなうリークを防止するための非導電性部材85(リーク防止部材)が軽圧入されているが、これについては後で詳しく説明する。
また、2次転写対向ローラ80の抵抗値(ローラ抵抗値)は、7.75±0.25LogΩ程度に設定されている。この抵抗値(ローラ抵抗値)は、25±5℃、60±10%RHの温湿度環境において、治具ドラムに片側10Nの荷重で2次転写対向ローラを押し当てて、芯金にDC1±0.1kVの電圧を印加して、回転開始後3回転目の電流値を治具ドラムの周方向32点につき測定した値の平均値である。
なお、本実施の形態1における2次転写対向ローラ80の芯金82の軸方向両端部には、高圧電圧の印加にともなうリークを防止するための非導電性部材85(リーク防止部材)が軽圧入されているが、これについては後で詳しく説明する。
本実施の形態1において、2次転写対向ローラ80の芯金82は円筒状に形成されていて、この芯金82が軸受84(内輪側から外輪側にかけて導通性を有する玉軸受である。)を介して軸部材81(支軸)に保持されている。詳しくは、芯金82の軸方向(幅方向)の両端面には、軸受84がそれぞれ圧入されていて、これらの軸受84に導電性金属材料からなる軸部材81が挿通されている。したがって、2次転写対向ローラ80において、軸部材81は、中間転写ベルト8との摩擦抵抗によって中間転写ベルト8とともに回転する芯金82(及び弾性層83)に対して、独立して回転可能に構成されていることになる。
軸部材81は、その軸方向(図3の紙面垂直方向であって、図4の左右方向である。)の両端部が、軸受95、96(スベリ軸受)を介して、2次転写対向ローラ80を保持する中間転写ベルト装置15の筐体の側板111、112に回転可能に保持されている。また、軸部材81の軸方向一端側には、プーリ97が軸部材81とともに回転可能に設置されている。また、このプーリ97と、軸方向一端側の側板112に固設されたステッピングモータ120のモータ軸に設置されたプーリ99と、には、タイミングベルト98が張架されている。このような構成により、軸部材81は、ステッピングモータ120の駆動・駆動停止によって、芯金82(及び弾性層83)とは独立して、任意の回転角度で回転されたり回転停止されたりすることになる。
軸部材81は、その軸方向(図3の紙面垂直方向であって、図4の左右方向である。)の両端部が、軸受95、96(スベリ軸受)を介して、2次転写対向ローラ80を保持する中間転写ベルト装置15の筐体の側板111、112に回転可能に保持されている。また、軸部材81の軸方向一端側には、プーリ97が軸部材81とともに回転可能に設置されている。また、このプーリ97と、軸方向一端側の側板112に固設されたステッピングモータ120のモータ軸に設置されたプーリ99と、には、タイミングベルト98が張架されている。このような構成により、軸部材81は、ステッピングモータ120の駆動・駆動停止によって、芯金82(及び弾性層83)とは独立して、任意の回転角度で回転されたり回転停止されたりすることになる。
また、軸部材81は、その軸方向両端部に、それぞれ、ネジ93による締結によってカム91、92が固定・設置されている。
そして、ステッピングモータ120の駆動制御によって、カム91、92が後述する2次転写ローラ70のコロ75、76に当接しないように軸部材81の回転角度が調整されているときには、2次転写対向ローラ80と2次転写ローラ70とが中間転写ベルト8を介して当接した状態(図3、図4の状態である。)になって、通常の画像形成プロセス(2次転写工程)がおこなわれることになる。これに対して、ステッピングモータ120の駆動制御によって、カム91、92が2次転写ローラ70のコロ75、76に当接するように軸部材81の回転角度が調整されているときには、カム91、92によって2次転写ローラ70が付勢部材の付勢力に抗するように下方に押動されて、2次転写対向ローラ80(中間転写ベルト8)に対して2次転写ローラ70が離間されることになる。このような離間動作は、2次転写ニップにおいて2次転写工程がおこなわれないときにおこなわれて、圧接状態が長時間続いて2次転写ローラ70や2次転写対向ローラ80や中間転写ベルト8に永久歪みが生じる不具合を防止している。
なお、軸部材81の回転角度の制御は、ステッピングモータ120の制御と、軸部材81の軸方向他端側に固設された検知板90をフォトセンサ114(ブラケット113を介して側板111に固定設置されている。)によって光学的に検知することと、によっておこなわれる。
そして、ステッピングモータ120の駆動制御によって、カム91、92が後述する2次転写ローラ70のコロ75、76に当接しないように軸部材81の回転角度が調整されているときには、2次転写対向ローラ80と2次転写ローラ70とが中間転写ベルト8を介して当接した状態(図3、図4の状態である。)になって、通常の画像形成プロセス(2次転写工程)がおこなわれることになる。これに対して、ステッピングモータ120の駆動制御によって、カム91、92が2次転写ローラ70のコロ75、76に当接するように軸部材81の回転角度が調整されているときには、カム91、92によって2次転写ローラ70が付勢部材の付勢力に抗するように下方に押動されて、2次転写対向ローラ80(中間転写ベルト8)に対して2次転写ローラ70が離間されることになる。このような離間動作は、2次転写ニップにおいて2次転写工程がおこなわれないときにおこなわれて、圧接状態が長時間続いて2次転写ローラ70や2次転写対向ローラ80や中間転写ベルト8に永久歪みが生じる不具合を防止している。
なお、軸部材81の回転角度の制御は、ステッピングモータ120の制御と、軸部材81の軸方向他端側に固設された検知板90をフォトセンサ114(ブラケット113を介して側板111に固定設置されている。)によって光学的に検知することと、によっておこなわれる。
また、本実施の形態1において、2次転写対向ローラ80(芯金82)は、バイアス出力手段としての電源60に電気的に接続されていて、電源60から−10kV程度の高圧電圧となる2次転写バイアスが印加される。詳しくは、図4を参照して、電源60に接続された軸受95(導電性材料で形成されている。)から、軸部材81、軸受84(導電性材料で形成されている。)を介して芯金82に2次転写バイアスが印加されることになる。
この電源60から出力されて2次転写対向ローラ80に印加される2次転写バイアスは、2次転写ニップに搬送される記録媒体Pに中間転写ベルト8に担持されたトナー像を2次転写するためのものであって、トナーの極性と同じ極性(本実施の形態1ではマイナス極性である。)のバイアス(直流電圧)である。これにより、中間転写ベルト8のトナー担持面(外周面)に担持されたトナーが、2次転写電界によって2次転写対向ローラ80側から2次転写ローラ70側に向かって静電移動することになる。
この電源60から出力されて2次転写対向ローラ80に印加される2次転写バイアスは、2次転写ニップに搬送される記録媒体Pに中間転写ベルト8に担持されたトナー像を2次転写するためのものであって、トナーの極性と同じ極性(本実施の形態1ではマイナス極性である。)のバイアス(直流電圧)である。これにより、中間転写ベルト8のトナー担持面(外周面)に担持されたトナーが、2次転写電界によって2次転写対向ローラ80側から2次転写ローラ70側に向かって静電移動することになる。
2次転写ローラ70(転写ローラ)は、中間転写ベルト8のトナー担持面(外周面)に当接して、記録媒体Pが搬送される2次転写ニップを形成している。2次転写ローラ70は、外径が25mm程度であって、ステンレス鋼、アルミニウム等からなる直径24mm程度の中空状の芯金72上に、硬度(JIS−A硬度)が60〜70度程度の弾性層72aが形成(被覆)されたものである。2次転写ローラ70の弾性層72aは、ポリウレタン、EPDM、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、ソリッド状又は発泡スポンジ状に形成することができる。本実施の形態1において、弾性層72aは、転写電流の集中を抑えるために、その体積抵抗率が107.5Ωcm程度以下に設定されている。
また、2次転写ローラ70の抵抗値(ローラ抵抗値)は、1×106Ω以下になるように設定されている。この抵抗値(ローラ抵抗値)は、22±1℃、55±5%RHの温湿度環境において、治具ドラムに片側10Nの荷重で2次転写ローラを押し当てて、芯金にDC1±0.1kVの電圧を印加して、回転開始後3回転目の電流値を治具ドラムの周方向32点につき測定した値の平均値である。
なお、2次転写ローラ70の表面に半導電性のフッ素樹脂やウレタン樹脂などの離型層を形成して、ローラ表面のトナーに対する離型性を向上させることもできる。
また、2次転写ローラ70の抵抗値(ローラ抵抗値)は、1×106Ω以下になるように設定されている。この抵抗値(ローラ抵抗値)は、22±1℃、55±5%RHの温湿度環境において、治具ドラムに片側10Nの荷重で2次転写ローラを押し当てて、芯金にDC1±0.1kVの電圧を印加して、回転開始後3回転目の電流値を治具ドラムの周方向32点につき測定した値の平均値である。
なお、2次転写ローラ70の表面に半導電性のフッ素樹脂やウレタン樹脂などの離型層を形成して、ローラ表面のトナーに対する離型性を向上させることもできる。
2次転写ローラ70の芯金72の軸方向両端部には、それぞれ、軸部71を有するフランジが圧入されている。そして、2次転写ローラ70(軸部71)は、軸受を介して、2次転写ローラ70を保持する筐体の側板101、102に回転可能に保持されている。2次転写ローラ70を保持する筐体は、2次転写ローラ70とともに、図3、図4の上下方向に移動可能に構成されていて、不図示の付勢部材によって中間転写ベルト8(2次転写対向ローラ80)に当接する方向に付勢されている。また、2次転写ローラ70の軸方向両端の軸部71には、それぞれ、先に説明したカム91、92に当接可能なコロ75、76が軸部71に対して相対的に回転可能に設置されている。さらに、2次転写ローラ70の軸方向一端側の軸部71には、ギア78が軸部71とともに回転可能に設置されていて、このギア78に駆動力が伝達されて2次転写ローラ70が図3の反時計方向に回転駆動されることになる。
また、本実施の形態1において、2次転写ローラ70は、芯金72が軸部71を介して接地(アース)されている。
また、本実施の形態1において、2次転写ローラ70は、芯金72が軸部71を介して接地(アース)されている。
以下、図4、図5等を用いて、本実施の形態1において特徴的な、ローラ部材としての2次転写対向ローラ80について詳述する。
先に図4等を用いて説明したように、本実施の形態1におけるローラ部材としての2次転写対向ローラ80は、芯金82の外周面に弾性層83が形成されたものであって、芯金82に−10kV程度の高圧電圧である2次転写バイアスが印加される。
先に図4等を用いて説明したように、本実施の形態1におけるローラ部材としての2次転写対向ローラ80は、芯金82の外周面に弾性層83が形成されたものであって、芯金82に−10kV程度の高圧電圧である2次転写バイアスが印加される。
ここで、図5等を参照して、2次転写対向ローラ80(ローラ部材)の芯金82は、弾性層83が形成された範囲から軸方向端部に向けて突き出すように形成された突出部82aを有している。
詳しくは、2次転写対向ローラ80(ローラ部材)の芯金82には、弾性層83が形成された軸方向(図4、図5の左右方向である。)の範囲の外側に、弾性層83が形成されておらず軸方向端部に向けて突き出すように形成された突出部82aが設けられている。すなわち、芯金82の外周面には軸方向の全域にわたって弾性層83が積層されているのではなくて、軸方向の両端部の一定範囲A(5mm程度である。)をそれぞれ除いた範囲に弾性層83が積層されている。
このように芯金82(2次転写対向ローラ80)に突出部82aを形成するのは、芯金82上に層厚がある程度均一な弾性層83を形成するための加工上の理由からである。具体的に、芯金82上に弾性層83を積層する工程において、まず芯金82上に弾性層を圧入して、そのままでは弾性層の変形によって外径が均一にならないため、次に芯金82の軸方向両端をチャッキングした状態で切削加工を施して弾性層83の外径を均一にしている。このように、切削工程時のチャッキングのために、芯金82の軸方向両端部に突出部82aを設けている。
詳しくは、2次転写対向ローラ80(ローラ部材)の芯金82には、弾性層83が形成された軸方向(図4、図5の左右方向である。)の範囲の外側に、弾性層83が形成されておらず軸方向端部に向けて突き出すように形成された突出部82aが設けられている。すなわち、芯金82の外周面には軸方向の全域にわたって弾性層83が積層されているのではなくて、軸方向の両端部の一定範囲A(5mm程度である。)をそれぞれ除いた範囲に弾性層83が積層されている。
このように芯金82(2次転写対向ローラ80)に突出部82aを形成するのは、芯金82上に層厚がある程度均一な弾性層83を形成するための加工上の理由からである。具体的に、芯金82上に弾性層83を積層する工程において、まず芯金82上に弾性層を圧入して、そのままでは弾性層の変形によって外径が均一にならないため、次に芯金82の軸方向両端をチャッキングした状態で切削加工を施して弾性層83の外径を均一にしている。このように、切削工程時のチャッキングのために、芯金82の軸方向両端部に突出部82aを設けている。
そして、図5に示すように、本実施の形態1における2次転写対向ローラ80(ローラ部材)は、非導電性材料で形成されて、弾性層83における軸方向端部の端面83aに喰い込むように、非導電性部材85が突出部82aに設置されている。
詳しくは、本実施の形態1における2次転写対向ローラ80(ローラ部材)は、電圧に対する耐圧性の高いPC(ポリカーボネート)などの非導電性材料で形成された非導電性部材85が、弾性層83における軸方向端部の端面83aに喰い込んだ状態で突出部82aの外周面が露呈しないように、突出部82aに設置されている。図5では、2次転写対向ローラ80の軸方向一端側のみを図示しているが、図4に示すように2次転写対向ローラ80の軸方向他端側にも同じように非導電性部材85が設置されている。
詳しくは、本実施の形態1における2次転写対向ローラ80(ローラ部材)は、電圧に対する耐圧性の高いPC(ポリカーボネート)などの非導電性材料で形成された非導電性部材85が、弾性層83における軸方向端部の端面83aに喰い込んだ状態で突出部82aの外周面が露呈しないように、突出部82aに設置されている。図5では、2次転写対向ローラ80の軸方向一端側のみを図示しているが、図4に示すように2次転写対向ローラ80の軸方向他端側にも同じように非導電性部材85が設置されている。
このように非導電性部材85を設けることで、導電性金属材料で形成されて高圧電圧が印加される芯金82の突出部82aが、中間転写ベルト8や2次転写ローラ70の芯金72に近距離で直接的に対向することなく、非導電性部材85によって隙間なく覆われることになる。そのため、2次転写対向ローラ80に高圧電圧を印加することによってリークが生じてしまって、転写不良などが発生してしまう不具合が確実に軽減されることになる。
すなわち、図6(A)に示すように、2次転写対向ローラ800に非導電性部材85が設置されておらず、芯金82の突出部がむき出しの状態である場合には、2次転写対向ローラ800に高圧電圧を印加することによって、突出部から中間転写ベルト8や2次転写ローラ70の弾性層72aを貫通して芯金72に向かう放電によるリークWが生じてしまいやすい。
また、図6(B)に示すように、2次転写対向ローラ800に非導電性材料からなるカラーやスペーサからなる支持部材801を設置しても、支持部材801と弾性層83との間に隙間が生じて、芯金82の突出部の一部がむき出しの状態になってしまい、同じようにリークWが生じてしまいやすい。
これに対して、本実施の形態1では、リークWの経路を完全に遮断するように、突出部82aに充分な絶縁性を有する非導電性部材85を設置しているため、そのようなリークWの発生を抑止することができる。
また、図6(B)に示すように、2次転写対向ローラ800に非導電性材料からなるカラーやスペーサからなる支持部材801を設置しても、支持部材801と弾性層83との間に隙間が生じて、芯金82の突出部の一部がむき出しの状態になってしまい、同じようにリークWが生じてしまいやすい。
これに対して、本実施の形態1では、リークWの経路を完全に遮断するように、突出部82aに充分な絶縁性を有する非導電性部材85を設置しているため、そのようなリークWの発生を抑止することができる。
ここで、本実施の形態1において、非導電性部材85は、キャップ状部材であって、突出部82aの端面82bを覆うとともに、突出部82aに密着するように芯金82に固定されることが好ましい。すなわち、非導電性部材85は、突出部82aの端面82bが露呈することなく突出部82aに密着するように芯金82に固定して設置されることになる。
詳しくは、非導電性部材85は、芯金82の端面82bを覆う底部に穴部(玉軸受84のボールの動きや、軸部材81の相対的な回転動作を妨げないように形成されたものである。)が形成されたキャップ状部材であって、弾性層83の端面83aの一部に喰い込んで突出部82aの外周面の全域を密着状態で覆うとともに、突出部82aの端面82bの全域(芯金82の肉厚に相当する領域である。)を密着状態で覆うように、芯金82に軽圧入されている。ここで、「軽圧入」とは、芯金82に変形が生じない程度の条件を設定して突出部82aに非導電性部材85を圧入した状態であって、特に大きな力が非導電性部材85に作用せずに2次転写対向ローラ80が通常状態で使用されている限り、突出部82aに対して非導電性部材85が位置ズレしたり分離したりしない状態である。すなわち、非導電性部材85は、位置ズレしたり空転したりすることなく、2次転写対向ローラ80とともに回転可能に設置されている。
このように、突出部82aの外周面に加えて端面82bも非導電性部材85で覆うことで、突出部82a端面82bからのリークWの経路も遮断されて、リークWの発生をさらに確実に抑止することができる。
詳しくは、非導電性部材85は、芯金82の端面82bを覆う底部に穴部(玉軸受84のボールの動きや、軸部材81の相対的な回転動作を妨げないように形成されたものである。)が形成されたキャップ状部材であって、弾性層83の端面83aの一部に喰い込んで突出部82aの外周面の全域を密着状態で覆うとともに、突出部82aの端面82bの全域(芯金82の肉厚に相当する領域である。)を密着状態で覆うように、芯金82に軽圧入されている。ここで、「軽圧入」とは、芯金82に変形が生じない程度の条件を設定して突出部82aに非導電性部材85を圧入した状態であって、特に大きな力が非導電性部材85に作用せずに2次転写対向ローラ80が通常状態で使用されている限り、突出部82aに対して非導電性部材85が位置ズレしたり分離したりしない状態である。すなわち、非導電性部材85は、位置ズレしたり空転したりすることなく、2次転写対向ローラ80とともに回転可能に設置されている。
このように、突出部82aの外周面に加えて端面82bも非導電性部材85で覆うことで、突出部82a端面82bからのリークWの経路も遮断されて、リークWの発生をさらに確実に抑止することができる。
このような非導電性部材85を2次転写対向ローラ80に組み付ける手順としては、先に説明した芯金82の突出部82aをチャッキングした状態での弾性層83の切削加工が終了した後であって、芯金82の端面82bへの軸受84の圧入が終了した後に、突出部82aへの非導電性部材85の軽圧入がおこなわれることになる。また、突出部82aへの非導電性部材85の軽圧入が終了した後には、軸受84への軸部材81の挿入がおこなわれて、その後にカム91、92などの固定設置がおこなわれて、2次転写対向ローラ80の組み付けが完了することになる。
ここで、非導電性部材85は、弾性層83への喰い込み量B(弾性層83に喰い込んだ部分の軸方向の長さである。)が0.5mm以上になるように設定されることが好ましい。この喰い込み量Bが0.5mm未満であると、弾性層83と非導電性部材85との密着性が不充分になって、リーク経路が形成されてしまう可能性があるためである。なお、本実施の形態1では、弾性層83への非導電性部材85の喰い込み量Bが0.5mmに設定されている。
そして、本実施の形態1において、非導電性部材85は、突出部82aにおける軸方向端部の端面82bに当接している。詳しくは、非導電性部材85は、突出部82aにおける軸方向端部の端面82bに当接するように設置されて軸方向の位置が定められている(位置決めされている)。これにより、弾性層83への非導電性部材85の喰い込み量Bが比較的高精度に設定されて、上述したリークを防止する効果がさらに確実に発揮されることになる。
そして、本実施の形態1において、非導電性部材85は、突出部82aにおける軸方向端部の端面82bに当接している。詳しくは、非導電性部材85は、突出部82aにおける軸方向端部の端面82bに当接するように設置されて軸方向の位置が定められている(位置決めされている)。これにより、弾性層83への非導電性部材85の喰い込み量Bが比較的高精度に設定されて、上述したリークを防止する効果がさらに確実に発揮されることになる。
ここで、非導電性部材85は、肉厚Dが1.5mm以上になるように形成されることが好ましい。この肉厚Dが1.5mm未満であると、突出部82aの表面を非導電性部材85で完全に覆っていても、非導電性部材85を貫通するようにリークが生じる可能性があるためである。なお、本実施の形態1では、非導電性部材85の肉厚Dが1.5mmに設定されている。
また、非導電性部材85は、弾性層83に喰い込んだ部分の径方向の厚さ(肉厚Dである。)が、弾性層83の層厚Cに対して2/3以下になるように形成されることが好ましい。この弾性層83に喰い込んだ部分の径方向の厚さDが、弾性層83の層厚Cに対して2/3よりも大きくなると、非導電性部材85を喰い込ませることによって弾性層83の端部が膨れるように変形してしまい、軸方向にわたって均一な2次転写ニップを形成できなくなって転写不良が生じてしまう。なお、本実施の形態1では、弾性層83の層厚Cが5mmに設定されて、非導電性部材85の肉厚Dが1.5mmに設定されている。
ここで、図7は、変形例としての、2次転写対向ローラ80(ローラ部材)の軸方向端部とその近傍とを示す拡大図である。
図7に示す変形例における2次転写対向ローラ80(ローラ部材)も、図5に示す本実施の形態1のものと同様に、芯金82の外周面に弾性層83が形成されていて、その弾性層83が形成された範囲から軸方向端部に向けて突き出すように設けられた突出部82aに、弾性層83の端面83aに喰い込むように非導電性部材85が設けられている。
そして、図7に示す変形例における2次転写対向ローラ80の弾性層83は、図5に示す本実施の形態1のものとは異なり、軸方向端部(破線で囲んだ部分である。)の外径Eが、それ以外の部分の外径Cに比べて小さくなるように形成されている(E<Cである。)。また、変形例における2次転写対向ローラ80の弾性層83は、軸方向端部の肉厚E´が、それ以外の部分の肉厚C´に比べて小さくなるように形成されている(E´<C´である。)。
図7に示す変形例における2次転写対向ローラ80(ローラ部材)も、図5に示す本実施の形態1のものと同様に、芯金82の外周面に弾性層83が形成されていて、その弾性層83が形成された範囲から軸方向端部に向けて突き出すように設けられた突出部82aに、弾性層83の端面83aに喰い込むように非導電性部材85が設けられている。
そして、図7に示す変形例における2次転写対向ローラ80の弾性層83は、図5に示す本実施の形態1のものとは異なり、軸方向端部(破線で囲んだ部分である。)の外径Eが、それ以外の部分の外径Cに比べて小さくなるように形成されている(E<Cである。)。また、変形例における2次転写対向ローラ80の弾性層83は、軸方向端部の肉厚E´が、それ以外の部分の肉厚C´に比べて小さくなるように形成されている(E´<C´である。)。
詳しくは、芯金82上に弾性層83を積層する工程において、まず芯金82上に弾性層を圧入して、次に芯金82の軸方向両端をチャッキングした状態で切削加工を施して弾性層83の外径Cを均一にして、さらに弾性層83の軸方向端部にのみ切削加工を施して軸方向端部の外径(図7の寸法Eを参照できる。)を充分に小径化している。
その後、弾性層83の端部が小径化された状態の芯金82の端面82bへの軸受84の圧入が終了した後に、弾性層83の端面83aに喰い込むように、突出部82aへの非導電性部材85の軽圧入がおこなわれることになる。このとき、弾性層83は、非導電性部材85が端面83aに喰い込むことによって径方向に膨らむような力が作用しても、その部分の外径が充分に小径化されているため、最終的に軸方向端部の外径Eがその他の部分の外径Cよりも小さくなる(図7の状態である。)。
そして、突出部82aへの非導電性部材85の軽圧入が終了した後には、軸受84への軸部材81の挿入がおこなわれて、その後にカム91、92などの固定設置がおこなわれて、2次転写対向ローラ80の組み付けが完了することになる。
その後、弾性層83の端部が小径化された状態の芯金82の端面82bへの軸受84の圧入が終了した後に、弾性層83の端面83aに喰い込むように、突出部82aへの非導電性部材85の軽圧入がおこなわれることになる。このとき、弾性層83は、非導電性部材85が端面83aに喰い込むことによって径方向に膨らむような力が作用しても、その部分の外径が充分に小径化されているため、最終的に軸方向端部の外径Eがその他の部分の外径Cよりも小さくなる(図7の状態である。)。
そして、突出部82aへの非導電性部材85の軽圧入が終了した後には、軸受84への軸部材81の挿入がおこなわれて、その後にカム91、92などの固定設置がおこなわれて、2次転写対向ローラ80の組み付けが完了することになる。
このような構成により、弾性層83の端部が膨れるように変形してしまい、軸方向にわたって均一な2次転写ニップを形成できなくなって転写不良が生じてしまう不具合の発生を防止することができる。
詳しくは、非導電性部材85を弾性層83の端面83aに喰い込ませることによって、弾性層83の端部がその他の部分に比べて膨れてしまうと、2次転写ニップが軸方向で不均一になってしまい、中間転写ベルト8から記録媒体P上に転写されるトナー像に転写ムラなどの転写不良が生じやすくなる。特に、図4に示すように、2次転写対向ローラ80における弾性層83の軸方向の範囲が、2次転写ローラ70における弾性層72aの軸方向の範囲に含まれるように構成されている場合には、2次転写対向ローラ80における弾性層83の外径が局所的に大きくなってしまうと、2次転写ニップが軸方向で不均一になってしまい、中間転写ベルト8から記録媒体P上に転写されるトナー像に転写ムラなどの転写不良が生じやすくなる。
これに対して、図7に示す変形例では、非導電性部材85を弾性層83の端面83aに喰い込ませても、弾性層83の端部の外径がその他の部分の外径に比べて大きくならないように構成されているため、2次転写ニップが軸方向で不均一になってしまう不具合が確実に防止されつつ、突出部82aを起点としたリークの発生が防止されることになる。
詳しくは、非導電性部材85を弾性層83の端面83aに喰い込ませることによって、弾性層83の端部がその他の部分に比べて膨れてしまうと、2次転写ニップが軸方向で不均一になってしまい、中間転写ベルト8から記録媒体P上に転写されるトナー像に転写ムラなどの転写不良が生じやすくなる。特に、図4に示すように、2次転写対向ローラ80における弾性層83の軸方向の範囲が、2次転写ローラ70における弾性層72aの軸方向の範囲に含まれるように構成されている場合には、2次転写対向ローラ80における弾性層83の外径が局所的に大きくなってしまうと、2次転写ニップが軸方向で不均一になってしまい、中間転写ベルト8から記録媒体P上に転写されるトナー像に転写ムラなどの転写不良が生じやすくなる。
これに対して、図7に示す変形例では、非導電性部材85を弾性層83の端面83aに喰い込ませても、弾性層83の端部の外径がその他の部分の外径に比べて大きくならないように構成されているため、2次転写ニップが軸方向で不均一になってしまう不具合が確実に防止されつつ、突出部82aを起点としたリークの発生が防止されることになる。
以上説明したように、本実施の形態1において、2次転写対向ローラ80(ローラ部材)は、外周面に弾性層83が形成された芯金82に、弾性層83が形成された範囲から軸方向端部に向けて突き出すように突出部82aが形成されていて、その突出部82aに、弾性層83における軸方向端部の端面83aに喰い込むように非導電性部材85が設置されている。
これにより、2次転写対向ローラ80に高圧電圧が印加されても、リークを生じにくくすることができる。
これにより、2次転写対向ローラ80に高圧電圧が印加されても、リークを生じにくくすることができる。
実施の形態2.
図8にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図8は、実施の形態2における2次転写対向ローラ80(ローラ部材)の軸方向端部とその近傍とを示す拡大図であって、前記実施の形態1における図5に相当する。
本実施の形態2における2次転写対向ローラ80は、非導電性部材85が弾性層83の小径部83bに嵌合するように設置されている点が、非導電性部材85が弾性層83の端面83aに喰い込むように設置された前記実施の形態1のものとは相違する。
図8にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図8は、実施の形態2における2次転写対向ローラ80(ローラ部材)の軸方向端部とその近傍とを示す拡大図であって、前記実施の形態1における図5に相当する。
本実施の形態2における2次転写対向ローラ80は、非導電性部材85が弾性層83の小径部83bに嵌合するように設置されている点が、非導電性部材85が弾性層83の端面83aに喰い込むように設置された前記実施の形態1のものとは相違する。
図8に示すように、本実施の形態2における2次転写対向ローラ80(ローラ部材)も、図5に示す前記実施の形態1のものと同様に、芯金82の外周面に弾性層83が形成されていて、その弾性層83が形成された範囲から軸方向端部に向けて突き出すように突出部82aが設けられている。
また、本実施の形態2における2次転写対向ローラ80の弾性層83には、図7に示す変形例のものと同様に、軸方向端部に、それ以外の部分に比べて外径が小さくなるように形成された小径部83bが設けられている。詳しくは、芯金82上に弾性層83を積層する工程において、まず芯金82上に弾性層を圧入して、次に芯金82の軸方向両端をチャッキングした状態で切削加工を施して弾性層83の外径Cを均一にして、さらに弾性層83の軸方向端部にのみ切削加工を施して軸方向端部の外径Eを小径化して小径部83bを形成している。
また、本実施の形態2における2次転写対向ローラ80の弾性層83には、図7に示す変形例のものと同様に、軸方向端部に、それ以外の部分に比べて外径が小さくなるように形成された小径部83bが設けられている。詳しくは、芯金82上に弾性層83を積層する工程において、まず芯金82上に弾性層を圧入して、次に芯金82の軸方向両端をチャッキングした状態で切削加工を施して弾性層83の外径Cを均一にして、さらに弾性層83の軸方向端部にのみ切削加工を施して軸方向端部の外径Eを小径化して小径部83bを形成している。
そして、本実施の形態2における2次転写対向ローラ80では、弾性層83における小径部83bに嵌合して突出部82aを覆うように、非導電性部材85が設置されている。
詳しくは、非導電性部材85は、小径部83bが径方向に僅かに小さく弾性変形する程度に、隙間をあけないように小径部83bに密着して嵌合して、突出部82aの外周面(及び、端面82b)が露呈しないように、ローラ端部に設置されている。非導電性部材85の内径は、小径部83b以外の弾性層83の外径Cよりも小さな外径となるように形成されている。また、小径部83bの外径Eは、非導電性部材85の内径よりも所定量だけ大きくなるように設定されている。また、本実施の形態2における2次転写対向ローラ80の小径部83bの肉厚E´は、小径部83b以外の弾性層83の肉厚C´に比べて小さくなるように形成されている(E´<C´である。)。
詳しくは、非導電性部材85は、小径部83bが径方向に僅かに小さく弾性変形する程度に、隙間をあけないように小径部83bに密着して嵌合して、突出部82aの外周面(及び、端面82b)が露呈しないように、ローラ端部に設置されている。非導電性部材85の内径は、小径部83b以外の弾性層83の外径Cよりも小さな外径となるように形成されている。また、小径部83bの外径Eは、非導電性部材85の内径よりも所定量だけ大きくなるように設定されている。また、本実施の形態2における2次転写対向ローラ80の小径部83bの肉厚E´は、小径部83b以外の弾性層83の肉厚C´に比べて小さくなるように形成されている(E´<C´である。)。
なお、先に説明したように切削加工によって弾性層83の端部に小径部83bを形成した後に、小径部83bに嵌合して突出部82aを覆うように非導電性部材85の軽圧入がおこなわれることになる。そして、小径部83bへの非導電性部材85の軽圧入が終了した後には、軸受84への軸部材81の挿入がおこなわれて、その後にカム91、92などの固定設置がおこなわれて、2次転写対向ローラ80の組み付けが完了することになる。
このように構成した場合であっても、導電性金属材料で形成されて高圧電圧が印加される芯金82の突出部82aが、中間転写ベルト8や2次転写ローラ70の芯金72に近距離で直接的に対向することなく、非導電性部材85によって隙間なく覆われることになる。そのため、2次転写対向ローラ80に高圧電圧を印加することによってリークが生じてしまって、転写不良などが発生してしまう不具合が確実に軽減されることになる。
また、本実施の形態2では、弾性層83の端部に非導電性部材85を篏合させても、非導電性部材85が篏合する部分を小径部83bとしているため、弾性層83の端部が膨れるように変形してしまい軸方向にわたって均一な2次転写ニップを形成できなくなって転写不良が生じてしまう不具合の発生を防止することができる。
詳しくは、弾性層83の端部がその他の部分に比べて膨れてしまうと、2次転写ニップが軸方向で不均一になってしまい、中間転写ベルト8から記録媒体P上に転写されるトナー像に転写ムラなどの転写不良が生じやすくなる。特に、図4に示すように、2次転写対向ローラ80における弾性層83の軸方向の範囲が、2次転写ローラ70における弾性層72aの軸方向の範囲に含まれるように構成されている場合には、2次転写対向ローラ80における弾性層83の外径が局所的に大きくなってしまうと、2次転写ニップが軸方向で不均一になってしまい、中間転写ベルト8から記録媒体P上に転写されるトナー像に転写ムラなどの転写不良が生じやすくなる。
これに対して、本実施の形態2では、非導電性部材85を弾性層83に篏合させても、弾性層83の端部の外径が、非導電性部材85が篏合された状態で、その他の部分の外径に比べて大きくならないように構成されているため、2次転写ニップが軸方向で不均一になってしまう不具合が確実に防止されつつ、突出部82aを起点としたリークの発生が防止されることになる。
詳しくは、弾性層83の端部がその他の部分に比べて膨れてしまうと、2次転写ニップが軸方向で不均一になってしまい、中間転写ベルト8から記録媒体P上に転写されるトナー像に転写ムラなどの転写不良が生じやすくなる。特に、図4に示すように、2次転写対向ローラ80における弾性層83の軸方向の範囲が、2次転写ローラ70における弾性層72aの軸方向の範囲に含まれるように構成されている場合には、2次転写対向ローラ80における弾性層83の外径が局所的に大きくなってしまうと、2次転写ニップが軸方向で不均一になってしまい、中間転写ベルト8から記録媒体P上に転写されるトナー像に転写ムラなどの転写不良が生じやすくなる。
これに対して、本実施の形態2では、非導電性部材85を弾性層83に篏合させても、弾性層83の端部の外径が、非導電性部材85が篏合された状態で、その他の部分の外径に比べて大きくならないように構成されているため、2次転写ニップが軸方向で不均一になってしまう不具合が確実に防止されつつ、突出部82aを起点としたリークの発生が防止されることになる。
なお、本実施の形態2では、図8に示すように、非導電性部材85が突出部82aの外周面に接触することなく小径部83bに篏合するように構成した。
これに対して、非導電性部材85が突出部82aの外周面の一部又は全部に接触(篏合)した状態で小径部83bに篏合するように構成することもできる。その場合には、弾性を有する小径部83bのみによって非導電性部材85を篏合させる場合に比べて、2次転写対向ローラ80に対して非導電性部材85を安定的に篏合させることができる。
これに対して、非導電性部材85が突出部82aの外周面の一部又は全部に接触(篏合)した状態で小径部83bに篏合するように構成することもできる。その場合には、弾性を有する小径部83bのみによって非導電性部材85を篏合させる場合に比べて、2次転写対向ローラ80に対して非導電性部材85を安定的に篏合させることができる。
以上説明したように、本実施の形態2において、2次転写対向ローラ80(ローラ部材)は、外周面に弾性層83が形成された芯金82に、弾性層83が形成された範囲から軸方向端部に向けて突き出すように突出部82aが形成されていて、弾性層83の軸方向端部には小径部83bが形成されていて、弾性層83における小径部83bに嵌合して突出部82aを覆うように非導電性部材85が設置されている。
これにより、2次転写対向ローラ80に高圧電圧が印加されても、リークを生じにくくすることができる。
これにより、2次転写対向ローラ80に高圧電圧が印加されても、リークを生じにくくすることができる。
なお、前記各実施の形態では、記録媒体Pが搬送される2次転写ニップが形成されるように中間転写ベルト8を介して当接する2次転写ローラ70と2次転写対向ローラ80とのうち、2次転写対向ローラ80にのみ2次転写バイアス(マイナス極性の電圧である。)が印加されて2次転写工程がおこなわれるように構成した。これに対して、ローラ部材としての2次転写ローラ70にのみ2次転写バイアス(プラス極性の電圧である。)が直接的又は間接的に印加されて2次転写工程がおこなわれるように構成することもできるし、2次転写ローラ70と2次転写対向ローラ80とにそれぞれ2次転写バイアスが直接的又は間接的に印加されて2次転写工程がおこなわれるように構成することもできる。
そのような場合であっても、2次転写バイアスが印加されるローラ部材に対して本発明を適用することで、前記各実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
また、前記各実施の形態において、2次転写バイアスが印加されない側のローラ部材(前記各実施の形態では、2次転写ローラ70である。)に対しても本発明を適用することで、2次転写バイアスが印加される2次転写対向ローラ80からのリーク経路を、対向する2次転写ローラ70の側で遮断することができるため、リークの発生を軽減することができる。
そのような場合であっても、2次転写バイアスが印加されるローラ部材に対して本発明を適用することで、前記各実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
また、前記各実施の形態において、2次転写バイアスが印加されない側のローラ部材(前記各実施の形態では、2次転写ローラ70である。)に対しても本発明を適用することで、2次転写バイアスが印加される2次転写対向ローラ80からのリーク経路を、対向する2次転写ローラ70の側で遮断することができるため、リークの発生を軽減することができる。
また、前記各実施の形態では、芯金82が円筒状(中空状)に形成された2次転写対向ローラ80に対して本発明を適用したが、芯金が円柱状(中実状)に形成された2次転写対向ローラに対しても本発明を適用することができる。
そして、そのような場合であっても、前記各実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
そして、そのような場合であっても、前記各実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
また、前記各実施の形態では、図5等に示すように、非導電性部材85は、突出部82aにおける軸方向端部の端面82bとその全周にわたって当接する(端面82bのすべてを覆う)ように設置したが、非導電性部材85の形状はこれに限らない。例えば、突出部82aにおける軸方向端部の端面82bの全周のうちの一部のみと当接するようにしてもよい。すなわち、突出部82aの端面82bの一部のみを覆うとともに、その残りの部分が露呈するようにしてもよい。
また、前記各実施の形態では、非導電性部材85を芯金82に突き当てて位置決めしたが、非導電性部材85を芯金82以外の部材に対して位置決めしてもよい。例えば、非導電性部材85を軸受84やカム91などに対して位置決めしてもよい。
また、非導電性部材85は、突出部82aにおける軸方向端部の端面82bと、軸受84における軸方向端部の端面と、を覆うように設置してもよい。
そして、それらのような場合であっても、前記各実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
また、前記各実施の形態では、非導電性部材85を芯金82に突き当てて位置決めしたが、非導電性部材85を芯金82以外の部材に対して位置決めしてもよい。例えば、非導電性部材85を軸受84やカム91などに対して位置決めしてもよい。
また、非導電性部材85は、突出部82aにおける軸方向端部の端面82bと、軸受84における軸方向端部の端面と、を覆うように設置してもよい。
そして、それらのような場合であっても、前記各実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
また、前記各実施の形態では、カラー画像形成装置100において、像担持体としての中間転写ベルト8を介して2次転写ローラ70に当接して2次転写ニップを形成する2次転写対向ローラ80に対して本発明を適用した。これに対して、モノクロ画像形成装置において、像担持体としての感光体ドラムに当接して転写ニップを形成するローラ部材としての転写ローラに対しても、本発明を適用することができる。
また、2次転写対向ローラ80に限定されることなく、芯金上に弾性層が形成されたローラ部材であって突出部が形成されたものであって、リークが生じうるものであれば、すべてのローラ部材に対して本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合であっても、前記各実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
また、2次転写対向ローラ80に限定されることなく、芯金上に弾性層が形成されたローラ部材であって突出部が形成されたものであって、リークが生じうるものであれば、すべてのローラ部材に対して本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合であっても、前記各実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
また、前記各実施の形態では、2次転写ローラ70が中間転写ベルト8に直接的に当接して2次転写ニップを形成するように構成された画像形成装置100に対して、本発明を適用した。これに対して、2次転写ローラが中間転写ベルトに対して2次転写搬送ベルト(複数のローラ部材に張架されて、記録媒体の搬送方向に沿うように走行する無端状ベルトである。)を介して当接して2次転写ニップを形成するように構成された画像形成装置に対しても、当然に本発明を適用することもできる。
そして、そのような場合であっても、前記各実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
そして、そのような場合であっても、前記各実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
1Y、1M、1C、1K 感光体ドラム(感光体)、
8 中間転写ベルト、
60 電源(バイアス出力手段)、
70 2次転写ローラ(転写ローラ)、
80 2次転写対向ローラ(ローラ部材、転写対向ローラ)、
81 軸部材(支軸)、
82 芯金、 82a 突出部、
83 弾性層、
84 軸受、
85 非導電性部材(リーク防止部材)、
100 画像形成装置(画像形成装置本体)、 P 記録媒体。
8 中間転写ベルト、
60 電源(バイアス出力手段)、
70 2次転写ローラ(転写ローラ)、
80 2次転写対向ローラ(ローラ部材、転写対向ローラ)、
81 軸部材(支軸)、
82 芯金、 82a 突出部、
83 弾性層、
84 軸受、
85 非導電性部材(リーク防止部材)、
100 画像形成装置(画像形成装置本体)、 P 記録媒体。
Claims (11)
- 芯金の外周面に弾性層が形成されたローラ部材であって、
前記芯金は、前記弾性層が形成された範囲から軸方向端部に向けて突き出すように形成された突出部を有し、
非導電性材料で形成されて、前記弾性層における軸方向端部の端面に喰い込むように、前記突出部に設置された非導電性部材を備えたことを特徴とするローラ部材。 - 前記非導電性部材は、前記弾性層に喰い込んだ部分の径方向の厚さが、前記弾性層の層厚に対して2/3以下になるように形成されたことを特徴とする請求項1に記載のローラ部材。
- 前記弾性層は、軸方向端部の外径が、それ以外の部分の外径に比べて小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のローラ部材。
- 芯金の外周面に弾性層が形成されたローラ部材であって、
前記芯金は、前記弾性層が形成された範囲から軸方向端部に向けて突き出すように形成された突出部を有し、
前記弾性層は、軸方向端部に、それ以外の部分に比べて外径が小さくなるように形成された小径部を有し、
非導電性材料で形成されて、前記弾性層における前記小径部に嵌合するとともに、前記突出部を覆うように設置された非導電性部材を備えたことを特徴とするローラ部材。 - 前記非導電性部材は、肉厚が1.5mm以上になるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のローラ部材。
- 前記非導電性部材は、前記突出部における軸方向端部の端面に当接することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載のローラ部材。
- 前記非導電性部材は、キャップ状部材であって、前記突出部の前記端面を覆うとともに、前記突出部に密着するように前記芯金に固定されたことを特徴とする請求項6に記載のローラ部材。
- 前記芯金は、円筒状に形成され、
軸受を介して前記芯金を保持する軸部材を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載のローラ部材。 - トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写ローラと、
前記転写ニップにおいて前記像担持体を介して前記転写ローラと対向する転写対向ローラと、
前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ転写するための転写バイアスを出力する電源と、
を備え、
前記転写対向ローラとして請求項1〜請求項8のいずれかに記載のローラ部材を用いるとともに、前記芯金に直接的又は間接的に前記転写バイアスが印加されることを特徴とする画像形成装置。 - トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体との間に転写ニップを形成する転写ローラと、
前記像担持体上のトナー像を前記転写ニップで記録媒体へ転写するための転写バイアスを出力する電源と、
を備え、
前記転写ローラとして請求項1〜請求項8のいずれかに記載のローラ部材を用いるとともに、前記芯金に直接的又は間接的に前記転写バイアスが印加されることを特徴とする画像形成装置。 - 表面にトナー像が形成される感光体を備え、
前記像担持体は、前記感光体上のトナー像が転写される中間転写ベルトであることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の画像形成装置。
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2015
- 2015-12-15 JP JP2015244409A patent/JP2017009985A/ja active Pending
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