JP2021018395A

JP2021018395A - イオン導電材を用いた転写ローラの分極の防止

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Publication number: JP2021018395A
Application number: JP2019135841A
Authority: JP
Inventors: 悟堀; Satoru Hori
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2019-07-24
Filing date: 2019-07-24
Publication date: 2021-02-15
Also published as: US20220137537A1; CN114174933A; EP4004650A1; US11372352B2; EP4004650A4; WO2021016178A1

Abstract

【課題】転写電圧により、ロール状のイオン導電材に印加される電界の方向を反転させる、給電経路切替機構を備えた、転写装置、画像形成装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】画像形成装置において像担持体上に形成された像を被転写材に転写するための転写ローラ３３を有する転写装置であって、該転写ローラが、導電材料からなる第１の回転軸３３ａと該第１の回転軸上に配設されたロール状のイオン導電材３３ｂとを含み、該転写装置が、転写電圧を生成するための電源と、前記転写ローラの回転中に、該転写ローラに対する前記電源からの給電経路を前記像の転写時と非転写時とでそれぞれ異なる給電経路に切り替えて、前記転写電圧により前記ロール状のイオン導電材に印加される電界の方向を反転させる、給電経路切替機構とを備えている転写装置。【選択図】図７Ｆ

Description

画像形成装置において転写ベルト又は転写ドラム等の像担持体上に形成されたトナー像等の像を用紙等の被転写材に転写するために使用される転写ローラには、エピクロルヒドリンゴム等のイオン導電材を使用したものがある。例えば、導電材料からなる回転軸上にかかるイオン導電材を配設してなる転写ローラの場合、該回転軸を介して転写電圧が印加されて像担持体との転写ニップ間に電流が流れると、通電時間の経過と共に該イオン導電材内のイオンが該転写ニップ又は該回転軸の一方に偏り、その結果として該イオン導電材の体積抵抗率が上昇する。

本開示の例示的な画像形成装置を示す説明図である。本開示の例示的な画像形成装置における転写ローラ周辺を拡大して示す側面図である。本開示の例示的な転写装置を示す斜視図である。本開示の例示的な転写装置を部分的に拡大して示す斜視図である。本開示の例示的な転写装置を示すハードウェアブロック図である。本開示の例示的な転写装置の各構成要素の像の転写時における位置関係を図４の左側から見て示す斜視図である。本開示の例示的な転写装置の各構成要素の像の転写時における位置関係を図４の右側から見て示す斜視図である。本開示の例示的な転写装置の各構成要素の像の転写時における位置関係をより広範囲で図４の右側から見て示す斜視図である。本開示の例示的な転写装置の各構成要素及び像担持体の像の転写時における位置関係を図４の左側から見て示す側面図である。図６Ａと同様の斜視図であり、本開示の例示的な転写装置の像の転写時における給電経路を部分的に示している。図６Ｄと類似した説明図であり、本開示の例示的な転写装置の像の転写時における給電経路を全体的に示している。本開示の例示的な転写装置の各構成要素の像の非転写時における位置関係を図４の左側から見て示す斜視図である。本開示の例示的な転写装置の各構成要素の像の非転写時における位置関係を図４の右側から見て示す斜視図である。本開示の例示的な転写装置の各構成要素の像の非転写時における位置関係をより広範囲で図４の右側から見て示す斜視図である。本開示の例示的な転写装置の各構成要素及び像担持体の像の非転写時における位置関係を図４の左側から見て示す側面図である。図７Ａと同様の斜視図であり、本開示の例示的な転写装置の像の非転写時における給電経路を部分的に示している。図７Ｄと類似した説明図であり、本開示の例示的な転写装置の像の非転写時における給電経路を全体的に示している。

本開示の例示的な転写装置は、画像形成装置において像担持体上に形成された像を被転写材に転写するための転写ローラを有し、該転写ローラは、導電材料からなる第１の回転軸と該第１の回転軸上に配設されたロール状のイオン導電材とを含み、該転写装置は、転写電圧を生成するための電源と、前記転写ローラの回転中に、該転写ローラに対する前記電源からの給電経路を前記像の転写時と非転写時とでそれぞれ異なる給電経路に切り替えて、前記転写電圧により前記ロール状のイオン導電材に印加される電界の方向を反転させる、給電経路切替機構とを備えることが可能である。

本開示の一例では、前記転写ローラは、前記像担持体に対して接離自在となるよう構成され、前記給電経路切替機構は、前記像の転写時に、前記転写ローラを前記像担持体に接触させると共に、前記電源から、該転写ローラの前記第１の回転軸、該転写ローラの前記ロール状のイオン導電材、及び前記像担持体を順に通った後に接地される給電経路を選択し、並びに、前記像の非転写時に、前記転写ローラを前記像担持体から離間させると共に、前記電源から、該転写ローラの前記ロール状のイオン導電材、及び該転写ローラの前記第１の回転軸を順に通った後に接地される給電経路を選択することにより、前記給電経路の切り替えを行うことが可能である。

本開示の一例では、前記給電経路切替機構は、導電材料からなる第２の回転軸と該第２の回転軸上に配設されたロール状の導電性部材とを含む外部給電ローラであって、該第２の回転軸及び該ロール状の導電性部材が共に前記電源に電気的に接続されて前記転写電圧が印加される、外部給電ローラと、前記像の非転写時に前記外部給電ローラを回転させる外部給電ローラ駆動装置と、前記転写ローラを偏倚させる転写ローラ偏倚装置であって、前記像の転写時に前記転写ローラを前記像担持体に接触させると共に前記外部給電ローラから離間させ、及び前記像の非転写時に前記転写ローラを前記外部給電ローラに接触させると共に前記像担持体から離間させる、転写ローラ偏倚装置と、前記像の転写時に前記転写ローラの前記第１の回転軸と前記外部給電ローラの前記第２の回転軸とを電気的に接続する給電機構と、前記像の非転写時に前記転写ローラの前記第１の回転軸を電気的に接地させる接地機構とを含むことが可能である。

本開示の一例では、前記外部給電ローラの前記ロール状の導電性部材は、該外部給電ローラの前記第２の回転軸に対して相対回転自在となるよう該第２の回転軸上に配設され、前記転写ローラ偏倚装置は、前記転写ローラを前記外部給電ローラに向かって常に付勢する転写ローラ付勢機構と、該外部給電ローラの前記第２の回転軸の端部に固定されたカムと、該カムを回転させるカム駆動装置とを含み、前記給電機構は、前記カムに配設された導電材料からなる第１の給電プレートであって、前記外部給電ローラの前記第２の回転軸から前記カムのカムローブ先端へと延びる、第１の給電プレートと、該カムに隣接して前記転写ローラの前記第１の回転軸上に配設された導電材料からなる第２の給電プレートとを含み、前記接地機構は、電気的に接地された導電材料からなる接地プレートであって、前記像の転写時に前記転写ローラの前記第１の回転軸から離間し、及び前記像の非転写時に該転写ローラの該第１の回転軸と接触する位置に配設された、接地プレートを含み、前記像の転写時に、前記カムが前記カム駆動装置により第１の位置まで回転されて、該カムの前記カムローブ先端が前記第２の給電プレートを押圧し、これにより前記転写ローラが前記外部給電ローラから離間して前記像担持体に接触し、及び前記カムの前記カムローブ先端に位置する前記第１の給電プレートが前記第２の給電プレートと電気的に接続し、前記像の非転写時に、前記カムが前記カム駆動装置により第２の位置まで回転されて、該カムが前記第２の給電プレートに対してカム作用を及ぼさない位置となり、このため、前記転写ローラ付勢機構により付勢された前記転写ローラが前記像担持体から離間して前記外部給電ローラと接触することが可能である。

本開示の一例では、導電材料からなるフランジは、前記外部給電ローラの前記第２の回転軸に対して相対回転自在となるように、該外部給電ローラの前記ロール状の導電性部材の一端で前記第２の回転軸上に配設されており、該フランジを介して該第２の回転軸と該ロール状の導電性部材とが互いに電気的に接続されることが可能である。

本開示の一例では、前記外部給電ローラ駆動装置は、第１のモータと、該第１のモータの回転を前記外部給電ローラに伝達する第１の動力伝達機構とを含むことが可能である。

本開示の一例では、前記カム駆動装置は、第２のモータと、該第２のモータの回転を前記カムに伝達する第２の動力伝達機構とを含むことが可能である。

本開示の一例では、前記給電機構の前記第２の給電プレートは、前記像の転写時に前記カムの前記カムローブ先端と当接するよう構成された板バネ部を含むことが可能である。

本開示の一例では、前記外部給電ローラの前記ロール状の導電性部材は、金属ローラを含むことが可能である。

本開示の一例では、前記転写ローラ偏倚装置は、前記転写ローラを前記外部給電ローラに接触させてから所定時間が経過した後に該転写ローラを該外部給電ローラから離間させることが可能である。

本開示の一例では、前記転写ローラ偏倚装置は、該転写装置が配設された画像形成装置の電源切断時に前記転写ローラを前記外部給電ローラから離間させることが可能である。

本開示の一例では、前記転写ローラ偏倚装置は、前記像担持体にも前記外部給電ローラにも接触しない位置へと前記転写ローラを偏倚させることが可能である。

本開示の一例では、上記転写装置を備えた画像形成装置を提供することが可能である。

本開示の一例では、前記画像形成装置は、モノクロプリンタ又はカラープリンタであることが可能である。

本開示の一例では、画像形成装置において像担持体上に形成された像を被転写材に転写するための転写ローラを有する転写装置の製造方法が提供される。該転写装置の製造方法は、導電材料からなる第１の回転軸と該第１の回転軸上に配設されたロール状のイオン導電材とを含む転写ローラを配設し、転写電圧を生成するための電源を配設し、前記転写ローラの回転中に、該転写ローラに対する前記電源からの給電経路を前記像の転写時と非転写時とでそれぞれ異なる給電経路に切り替えて、前記転写電圧により前記ロール状のイオン導電材に印加される電界の方向を反転させる、給電経路切替機構を配設することを含むことが可能である。

以下、本開示の例示的な転写装置を図面を参照して説明する。異なる図面における同一の又は同様の符号は、同一の又は同様の構成要素を意味し、かかる構成要素に関する重複した説明は省略する。「左」及び「右」といった用語は、図面を正面から見た場合の方向を意味し、実際の装置の使用時における方向とは必ずしも一致しない。図面の縮尺は必ずしも実寸通りにはなっておらず、本開示の動作及び効果等を説明するために部分的に強調されている場合がある。

図１を参照すると、本開示の例示的な画像形成装置1は、マゼンタ、イエロー、シアン、及びブラックの各色を用いてカラー画像を形成する。画像形成装置1は、転写材である用紙Pを搬送する記録媒体搬送ユニット10と、静電潜像を現像する現像ユニット20と、トナー像を用紙Pに転写する転写装置30と、静電潜像担持体である感光体ドラム40と、トナー像を用紙Pに定着させる定着装置50とを備えている。

記録媒体搬送ユニット10は、用紙Pを搬送経路R1上に搬送する。記録媒体搬送ユニット10は、用紙Pに転写されるトナー像が二次転写領域Aに到達するタイミングで、搬送経路R1を介して用紙Pを二次転写領域Aに到達させる。

現像ユニット20は、マゼンタ、イエロー、シアン、及びブラックの各色用に４台配設されている。現像ユニット20は、トナーを感光体ドラム40に担持させる現像ローラ21を備えている。現像ユニット20は、トナー及びキャリアの混合撹拌及び帯電により生成された現像剤を現像ローラ21に担持させる。現像ローラ21の回転により現像剤が感光体ドラム40と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ21が担持した現像剤のトナーが感光体ドラム40の外周面に形成された静電潜像に移動して該静電潜像が現像される。

転写装置30は、各現像ユニット20が形成したトナー像を、用紙Pに転写を行う二次転写領域Aに搬送する。転写装置30は、像担持体である中間転写ベルト31と、中間転写ベルト31を懸架する懸架ローラ31a,31b,31c及び駆動ローラ31dと、感光体ドラム40と共に中間転写ベルト31を挟持する一次転写ローラ32と、駆動ローラ31dと共に中間転写ベルト31を挟持する転写ローラ33とを備えている。中間転写ベルト31は、懸架ローラ31a,31b,31c及び駆動ローラ31dの回転によって循環移動する無端状の像担持体である。中間転写ベルト31は、駆動ローラ31dが順方向（すなわち、図１で見た半時計方向）に回転することにより移動経路R2上を移動する。

一次転写ローラ32は、中間転写ベルト31の内周側から感光体ドラム40を押圧する。転写ローラ33は、中間転写ベルト31上に形成されたトナー像の転写時に該中間転写ベルト31の外周側から駆動ローラ31dを押圧する二次転写ローラである。転写ローラ33は、駆動ローラ31dに中間転写ベルト31を介して接触すると共に該駆動ローラ31dに従動する。転写ローラ33は、中間転写ベルト31上に形成されたトナー像を用紙Pに転写する。中間転写ベルト31と転写ローラ33との接点は、搬送経路R1に沿って搬送された用紙Pが所定の間隔で連続して入り込む転写部Tとなっている。この転写部Tでは、転写ローラ33による転写が用紙Pに対して連続的に行われる。

感光体ドラム40は、各色用に４体設けられている。各感光体ドラム40は、中間転写ベルト31の移動経路R2に沿った４箇所の位置に配置されている。感光体ドラム40の対向位置に現像ユニット20及び露光ユニット42が配設されている。

定着装置50は、中間転写ベルト31から用紙Pへ二次転写されたトナー像を用紙Pに付着させて定着させる。定着装置50は、用紙Pを加熱する加熱ローラ51と、加熱ローラ51を加圧する加圧ローラ52とを備えている。加熱ローラ51と加圧ローラ52との間には、接触領域であるニップ部が設けられ、このニップ部に用紙Pを通過させることにより、トナー像を用紙Pに溶融及び定着させる。定着装置50によってトナー像が定着された用紙Pは、排出ローラ61,62を通って画像形成装置1の外部に排出される。

図２は、図１に示す本開示の例示的な画像形成装置1における転写ローラ33の周辺を拡大して示す側面図であり、中間転写ベルト31上に形成されたトナー像の転写時の状態を示している。転写ローラ33は、導電材料からなる回転軸33aと、該回転軸33a上に配設されたロール状のイオン導電材33bとを備えており、例えば、転写ユニット34内に配設される。

図３は、本開示の例示的な転写装置30における転写ユニット34の周辺を示す斜視図、図４は、本開示の例示的な転写装置30における転写ユニット34の周辺を一層拡大して示す斜視図である。

転写ユニット34は、例えば、一対の回動軸34a（図３にその一方のみを示す）を中心として回動可能となるよう画像形成装置1のシャシ（図示せず）に配設され、これにより、該転写ユニット34に配設された転写ローラ33が中間転写ベルト31を介して駆動ローラ31dと接離自在となる（図２参照）。転写ローラ33の回転軸33aの近傍に接地プレートPEが配設されている。該接地プレートPEは、転写ユニット34が回動軸34aを中心として回動する際に転写ローラ33の回転軸33aと接離可能な位置に配設されている。

転写ローラ33に隣接して外部給電ローラ35が配設されている。転写ユニット34は、例えば、転写ローラ33を外部給電ローラ35に向かって付勢するための転写ローラ付勢機構（図示せず）を備えることが可能である。該転写ローラ付勢機構は、例えば、転写ユニット34と画像形成装置1のシャシ（図示せず）との間に配設されて該転写ユニット34を所定方向に回動させるバネ等の弾性部材とすることが可能である。

外部給電ローラ35の回転軸35aは導電材料からなり、該回転軸35a上には金属ローラ等のロール状の導電性部材35bが配設される。該導電性部材35bは、例えば、焼結含油ベアリング又はボールベアリング等のベアリング（図示せず）を介して回転軸35a上に配設された２つのフランジ35c,35d間で該フランジ35c,35dに固定することが可能である。これにより導電性部材35bは回転軸35aに対して相対回転自在となる。フランジ35cは、導電材料からなり、例えば、該フランジ35cを介して回転軸35aと導電性部材35bとを電気的に接続することが可能である。フランジ35cは、例えば、導電性樹脂から形成することが可能である。フランジ35dにはギア35eが形成されており、該ギア35eは、例えば、ギア36a,36b等の動力伝達機構36を介して、外部給電ローラ35を回転させるための外部給電ローラ駆動用モータM1に連結される。

外部給電ローラ35の回転軸35aの両端には、例えば、カム37が固定され、該カム37には、外部給電ローラ35の回転軸35aから該カム37のカムローブ先端37aへと延びる導電材料からなるカム給電プレートPCが配設されている。

転写ローラ33の回転軸33aの両端には、例えば、導電材料からなり板バネ部PT1を含む転写ローラ給電プレートPTが、外部給電ローラ35の回転軸35a上のカム37に隣接して配設されている。

外部給電ローラ35の回転軸35aには、例えば、ギア38a等の動力伝達機構38を介して、カム37を回転させるためのカム駆動用モータM2が連結されている。

図５は、本開示の例示的な転写装置30のハードウェアブロック図である。転写電圧を生成するための電源70は、例えば、外部給電ローラ35の回転軸35aに電気的に接続される。電源70は、例えば、図３に示すように、該電源70に接続された給電プレートPSを回転軸35aに接触させることにより転写電圧の給電を行うことが可能である。コントローラ80は、外部給電ローラ駆動用モータM1及びカム駆動用モータM2に接続されて該モータM1,M2の動作を制御することが可能である。

図６Ａないし図６Ｆは、トナー像の転写時における本開示の例示的な転写装置の動作を示し、図７Ａないし図７Ｆは、トナー像の非転写時における本開示の例示的な転写装置の動作を示している。

ここで図６Ａを参照する。同図は、図４に示す転写ローラ33及び外部給電ローラ35の左端を拡大して示す斜視図である。トナー像の転写時には、外部給電ローラ35の回転軸35aが、カム駆動用モータM2（図３参照）により動力伝達機構38を介して回転された後、図示の位置で停止する。このとき、カム37のカムローブ先端37aが板バネ部PT1に当接してこれを押圧し、これにより転写ユニット34が回動軸34a（図３参照）を中心として回動して、転写ローラ33が外部給電ローラ35から離間し、図６Ａの状態となる。カム37のカムローブ先端37aに位置するカム給電プレートPCは板バネ部PT1に接触して互いに電気的に接続された状態となる。

図６Ｂは、図６Ａの状態の転写ローラ33及び外部給電ローラ35を図４の右側から見て示すものである。図６Ａに関して上述した通り、同図では、カム37が転写ユニット34を回動させることにより転写ローラ33が外部給電ローラ35から離間している。転写ローラ33の右端に配設されたギア33cは、外部給電ローラ35のフランジ35dに形成されたギア35eから離間している。転写ローラ33の回転軸33aは、接地プレートPEから離間している。カム37のカムローブ先端37aに位置するカム給電プレートPCは板バネ部PT1と接触して互いに電気的に接続された状態となる。

図６Ｃは、図６Ｂに示した転写ローラ33及び外部給電ローラ35の右端近傍を一層広範囲に示したものであり、外部給電ローラ35と、外部給電ローラ駆動用モータM1及び動力伝達機構36との関係が示されている。同図に示すように、外部給電ローラ35、動力伝達機構36、及び外部給電ローラ駆動用モータM1は、例えば、プリンタのシャシ（図示せず）に固定的に配設されており、ギア35e,36a,36bは互いに常に噛み合った状態にある。外部給電ローラ駆動用モータM1は、例えば、トナー像の転写時に停止するようコントローラ80により制御される。

図６Ｄは、図６Ａないし図６Ｃに示した転写ローラ33及び外部給電ローラ35と中間転写ベルト31及び駆動ローラ31dとの関係を示す側面図である。上述のように、トナー像の転写時には、転写ユニット34は、カム37のカム作用によって回動され、転写ローラ33は、外部給電ローラ35から離間し、駆動ローラ31dに向かって偏倚され、中間転写ベルト31を介して駆動ローラ31dを押圧して、中間転写ベルト31及び駆動ローラ31dに従動することになる。このとき、転写ローラ33と中間転写ベルト31との間にニップ部が形成され、トナー像を転写することが可能となる。

図６Ｅは、図６Ａと同様の図面であり、トナー像の転写時における電源70からの給電経路が３つの矢印で示されている。破線で示す領域は、転写ローラ給電プレートPTがカム37上のカム給電プレートPCと電気的に接続されていることを示している。この状態では、転写ローラ33に対する電源70からの給電経路は次の通りとなる。

電源70→給電プレートPS（図３参照）→回転軸35a→カム給電プレートPC→板バネ部PT1→転写ローラ給電プレートPT→回転軸33a
図６Ｆは、全体的な給電経路を概略的に表した説明図である。図６Ｅに関して説明したように、電源70から外部給電ローラ35の回転軸35aを介して転写ローラ33の回転軸33aへと供給された転写電圧は、次いでイオン導電材33b、中間転写ベルト31、駆動ローラ31d、及び該駆動ローラ31dと電気的に接続されたその回転軸31eを順に通った後に接地される。

したがって、トナー像の転写時に電源70からの転写電圧によりイオン導電材33bに印加される電界は、転写ローラ33の回転軸33aからその半径方向外方に向かう方向となる。この電界の方向を矢印EFで示す。

次に、図７Ａないし図７Ｆを参照して、トナー像の非転写時における本開示の例示的な転写装置の動作について説明する。

図７Ａは、図４に示す転写ローラ33及び外部給電ローラ35の左端を拡大して示す斜視図である。トナー像の非転写時には、外部給電ローラ35の回転軸35aが、カム駆動用モータM2（図３参照）により動力伝達機構38を介して回転され、カム37が、例えば、図６Ａに示す位置から180°回転した位置で停止される。このとき、カム37は、転写ローラ給電プレートPTの板バネ部PT1に対してカム作用を及ぼさなくなる。このため、転写ユニット34が、転写ローラ付勢機構（図示せず）により付勢され、回動軸34a（図３参照）を中心として回動する。このため、転写ローラ33は、中間転写ベルト31及び駆動ローラ31dから離間した後、外部給電ローラ35と接触し、図７Ａに示す状態となる。このとき、板バネ部PT1は、カム37上のカム給電プレートPCから電気的に切断された状態となる。

図７Ｂは、図７Ａの状態の転写ローラ33及び外部給電ローラ35を図４の右側から見て示すものである。図７Ａに関して上述したように、同図では、転写ユニット34が回動することにより転写ローラ33が外部給電ローラ35と接触し、同時に、転写ローラ33の右端に配設されたギア33cが、外部給電ローラ35のフランジ35dに形成されたギア35eと噛み合い、更に、転写ローラ33の回転軸33aが接地プレートPEと接触する。板バネ部PT1は、カム37上のカム給電プレートPCから電気的に切断された状態となる。

図７Ｃは、図７Ｂに示した転写ローラ33及び外部給電ローラ35の右端近傍を一層広範囲に示したものであり、図６Ｃに関して上述した通り、外部給電ローラ35、動力伝達機構36、及び外部給電ローラ駆動用モータM1は、例えば、プリンタのシャシ（図示せず）に固定的に配設されており、ギア35e,36a,36bは互いに常に噛み合った状態にある。外部給電ローラ駆動用モータM1は、例えば、トナー像の非転写時に回転するようにコントローラ80により制御され、外部給電ローラ35はトナー像の非転写時に回転する。

図７Ｄは、図７Ａないし図７Ｃに示した転写ローラ33及び外部給電ローラ35と中間転写ベルト31及び駆動ローラ31dとの関係を示す側面図である。上述のように、トナー像の非転写時には、転写ローラ給電プレートPTの板バネ部PT1に対してカム37のカム作用が及ばなくなるため、転写ユニット34が転写ローラ付勢機構（図示せず）により付勢されて回動する。このため、転写ローラ33は、中間転写ベルト31及び駆動ローラ31dから離間した後に外部給電ローラ35と接触し、回転する外部給電ローラ35に従動する。

図７Ｅは、図７Ａと同様の図面であり、トナー像の非転写時における電源70からの給電経路が２つの矢印で示されている。破線で示す領域は、転写ローラ給電プレートPTがカム37上のカム給電プレートPCから電気的に切断されていることを示している。この状態では、転写ローラ33に対する電源70からの給電経路は次の通りとなる。

電源70→給電プレートPS（図３参照）→回転軸35a→導電性部材35b→イオン導電材33b
図７Ｆは、全体的な給電経路を概略的に表した説明図である。図７Ｅに関して説明したように、電源70から外部給電ローラ35の導電性部材35bを介して転写ローラ33のイオン導電材33bへと供給された転写電圧は、次いで該イオン導電材33bと電気的に接続された回転軸33aを通った後に接地される。

したがって、トナー像の非転写時に電源70からの転写電圧によりイオン導電材33bに印加される電界は、転写ローラ33の表面からその半径方向内方に向かう方向となる。この電界の方向を矢印ERで示す。

上述のように、本開示の転写装置30では、転写ローラ33のイオン導電材33bに印加される電界は、トナー像の転写時には、転写ローラ33の回転軸33aから半径方向外方へと向かい（図６Ｆ参照）、トナー像の非転写時には、転写ローラ33の表面からその半径方向内方へと向かい（図７Ｆ参照）、すなわち、トナー像の転写時と非転写時とでイオン導電材33bに印加される電界の方向が反転することになる。これは、トナー像の非転写時にイオン導電材33b内のイオンをトナー像の転写時とは逆方向に移動させてその偏り（又は分極）を解消させ、ひいてはイオン導電材の体積抵抗率の上昇を阻止するものとなる。

本開示の転写装置は、転写ローラ33に転写電圧を印加するための電源70を転写ローラ33の分極の解消又は防止用の電源としても利用するものであり、このため、分極の解消又は防止用の電源を別途配設する必要がなく、製造コストの削減が可能となる。本開示の転写装置はまた、上述のように電源からの転写電圧の給電経路を機械的な構成要素を用いて切り替えるという特別な構成を有するものである。かかる本開示の転写装置は、複雑な制御を必要とすることなく、イオン導電材を用いた転写ローラの体積抵抗率の上昇を阻止し、ひいては該体積抵抗率の上昇に伴う転写ムラや像担持体へのダメージ並びに転写ローラの耐久性の悪化を防止して、常に安定した転写性能を発揮し、及び長期間の使用に耐える、優れた転写装置を提供するものとなる。

なお、上記例では、像担持体として中間転写ベルトを用いる場合について説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、例えば、像担持体として中間転写ドラムを用いることが可能である。また、上記例では、カラープリンタに関して説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、例えば、モノクロプリンタにも本開示を適用することが可能である。また、カムの形状や停止位置を適宜設計することにより、転写ローラを像担持体にも外部給電ローラにも接触しない位置に位置決めすることが可能である。例えば、該転写装置が配設された画像形成装置の電源切断時等の場合に、転写ローラを像担持体にも外部給電ローラにも接触しない位置に位置決めすることが可能であり、これにより転写ローラの変形を最小限に抑えてその寿命を更に延長することが可能となる。また、転写ローラを外部給電ローラに接触させてから、該転写ローラのイオン導電材の分極を解消させるのに十分な所定時間が経過した後、該転写ローラを該外部給電ローラから離間させることが可能であり、これにより像の非転写時であっても転写ローラを外部給電ローラに接触させる時間を最小限とし、転写ローラの変形を最小限に抑えてその寿命を更に延長することが可能となる。

上述した例示的な転写装置は、本開示の構成及び作用を一層良好に理解することができるよう例示したものであり、必ずしも上記で例示した構成要素の全てが必要であることを意図したものではなく、本開示の範囲から逸脱することなく、各例、その変形例、及びその他の例、並びにそれらの構成要素を必要に応じて単独で又は互いに組み合わせて実施することが可能であることが、当業者には自明であろう。本開示の範囲は、上述の様々な例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ制限されるものである。

1 画像形成装置
30 転写装置
33 転写ローラ
33a 回転軸
33b イオン導電材
35 外部給電ローラ
35a 回転軸
35b 導電性部材
35c フランジ
35d フランジ
36 動力伝達機構
37 カム
38 動力伝達機構
70 電源
M1 外部給電ローラ駆動用モータ
M2 カム駆動用モータ
PC カム給電プレート
PE 接地プレート
PS 給電プレート
PT 転写ローラ給電プレート
PT1 板バネ部

Claims

画像形成装置において像担持体上に形成された像を被転写材に転写するための転写ローラを有する転写装置であって、
該転写ローラが、導電材料からなる第１の回転軸と該第１の回転軸上に配設されたロール状のイオン導電材とを含み、該転写装置が、
転写電圧を生成するための電源と、
前記転写ローラの回転中に、該転写ローラに対する前記電源からの給電経路を前記像の転写時と非転写時とでそれぞれ異なる給電経路に切り替えて、前記転写電圧により前記ロール状のイオン導電材に印加される電界の方向を反転させる、給電経路切替機構と
を備えている、転写装置。
前記転写ローラが前記像担持体に対して接離自在となるよう構成されており、
前記給電経路切替機構が、前記像の転写時に、前記転写ローラを前記像担持体に接触させると共に、前記電源から、該転写ローラの前記第１の回転軸、該転写ローラの前記ロール状のイオン導電材、及び前記像担持体を順に通った後に接地される給電経路を選択し、並びに、前記像の非転写時に、前記転写ローラを前記像担持体から離間させると共に、前記電源から、該転写ローラの前記ロール状のイオン導電材、及び該転写ローラの前記第１の回転軸を順に通った後に接地される給電経路を選択することにより、前記給電経路の切り替えを行う、請求項１に記載の転写装置。
前記給電経路切替機構が、
導電材料からなる第２の回転軸と該第２の回転軸上に配設されたロール状の導電性部材とを含む外部給電ローラであって、該第２の回転軸及び該ロール状の導電性部材が共に前記電源に電気的に接続されて前記転写電圧が印加される、外部給電ローラと、
前記像の非転写時に前記外部給電ローラを回転させる外部給電ローラ駆動装置と、
前記転写ローラを偏倚させる転写ローラ偏倚装置であって、前記像の転写時に前記転写ローラを前記像担持体に接触させると共に前記外部給電ローラから離間させ、及び前記像の非転写時に前記転写ローラを前記外部給電ローラに接触させると共に前記像担持体から離間させる、転写ローラ偏倚装置と、
前記像の転写時に前記転写ローラの前記第１の回転軸と前記外部給電ローラの前記第２の回転軸とを電気的に接続する給電機構と、
前記像の非転写時に前記転写ローラの前記第１の回転軸を電気的に接地させる接地機構と
を含む、請求項１又は請求項２に記載の転写装置。
前記外部給電ローラの前記ロール状の導電性部材が、該外部給電ローラの前記第２の回転軸に対して相対回転自在となるよう該第２の回転軸上に配設され、
前記転写ローラ偏倚装置が、前記転写ローラを前記外部給電ローラに向かって常に付勢する転写ローラ付勢機構と、該外部給電ローラの前記第２の回転軸の端部に固定されたカムと、該カムを回転させるカム駆動装置とを含み、
前記給電機構が、前記カムに配設された導電材料からなる第１の給電プレートであって、前記外部給電ローラの前記第２の回転軸から前記カムのカムローブ先端へと延びる、第１の給電プレートと、該カムに隣接して前記転写ローラの前記第１の回転軸上に配設された導電材料からなる第２の給電プレートとを含み、
前記接地機構が、電気的に接地された導電材料からなる接地プレートであって、前記像の転写時に前記転写ローラの前記第１の回転軸から離間し、及び前記像の非転写時に該転写ローラの該第１の回転軸と接触する位置に配設された、接地プレートを含み、
前記像の転写時に、前記カムが前記カム駆動装置により第１の位置まで回転されて、該カムの前記カムローブ先端が前記第２の給電プレートを押圧し、これにより前記転写ローラが前記外部給電ローラから離間して前記像担持体に接触し、及び前記カムの前記カムローブ先端に位置する前記第１の給電プレートが前記第２の給電プレートと電気的に接続し、
前記像の非転写時に、前記カムが前記カム駆動装置により第２の位置まで回転されて、該カムが前記第２の給電プレートに対してカム作用を及ぼさない位置となり、このため、前記転写ローラ付勢機構により付勢された前記転写ローラが前記像担持体から離間して前記外部給電ローラと接触する、
請求項３に記載の転写装置。
導電材料からなるフランジが、前記外部給電ローラの前記第２の回転軸に対して相対回転自在となるように、該外部給電ローラの前記ロール状の導電性部材の一端で前記第２の回転軸上に配設されており、該フランジを介して該第２の回転軸と該ロール状の導電性部材とが互いに電気的に接続される、請求項４に記載の転写装置。
前記外部給電ローラ駆動装置が、第１のモータと、該第１のモータの回転を前記外部給電ローラに伝達する第１の動力伝達機構とを含む、請求項３ないし請求項５の何れか一項に記載の転写装置。
前記カム駆動装置が、第２のモータと、該第２のモータの回転を前記カムに伝達する第２の動力伝達機構とを含む、請求項４、請求項５、又は請求項４を直接的又は間接的に引用する請求項６の何れか一項に記載の転写装置。
前記給電機構の前記第２の給電プレートが、前記像の転写時に前記カムの前記カムローブ先端と当接するよう構成された板バネ部を含む、請求項４、請求項５、請求項７、又は請求項４を直接的又は間接的に引用する請求項６の何れか一項に記載の転写装置。
前記外部給電ローラの前記ロール状の導電性部材が金属ローラを含む、請求項３ないし請求項８の何れか一項に記載の転写装置。
前記転写ローラ偏倚装置が、前記転写ローラを前記外部給電ローラに接触させてから所定時間が経過した後に該転写ローラを該外部給電ローラから離間させる、請求項３ないし請求項９の何れか一項に記載の転写装置。
前記転写ローラ偏倚装置が、該転写装置が配設された画像形成装置の電源切断時に前記転写ローラを前記外部給電ローラから離間させる、請求項３ないし請求項１０の何れか一項に記載の転写装置。
前記転写ローラ偏倚装置が、前記像担持体にも前記外部給電ローラにも接触しない位置へと前記転写ローラを偏倚させる、請求項３ないし請求項１１の何れか一項に記載の転写装置。
請求項１ないし請求項１２の何れか一項に記載の転写装置を備えた画像形成装置。
前記画像形成装置がモノクロプリンタ又はカラープリンタである、請求項１３に記載の画像形成装置。
画像形成装置において像担持体上に形成された像を被転写材に転写するための転写ローラを有する転写装置の製造方法であって、
導電材料からなる第１の回転軸と該第１の回転軸上に配設されたロール状のイオン導電材とを含む転写ローラを配設し、
転写電圧を生成するための電源を配設し、
前記転写ローラの回転中に、該転写ローラに対する前記電源からの給電経路を前記像の転写時と非転写時とでそれぞれ異なる給電経路に切り替えて、前記転写電圧により前記ロール状のイオン導電材に印加される電界の方向を反転させる、給電経路切替機構を配設する
ことを含む、転写装置の製造方法。