JP5332567B2

JP5332567B2 - 高圧給電構造および画像形成装置

Info

Publication number: JP5332567B2
Application number: JP2008310708A
Authority: JP
Inventors: 正治嶋田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2028-12-05
Also published as: JP2010134229A

Description

本発明は高圧給電構造および画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等において、帯電ローラ・転写ローラ・現像ローラ等に高圧電源出力を印加する電源装置に関しては、高圧ハーネスを使用せず、プレート及びピアノ線（ワイヤ）を用いて給電する装置が知られている。

高圧電源から各ローラへ給電する手段として、特許文献１では弾性の接続端部を有する金属導体を使用し、特許文献２では板状部材を使用している。

特開２００２−５２７８０号公報特開２００８−１１１９９９号公報

本発明は、高圧電源から負荷ロールまでの高圧給電構造において、給電の信頼性を維持しつつ、給電部品点数を削減する高圧給電構造および画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、負荷ロールに高圧電圧を供給するための高圧電源と、負荷ロールのロール軸を受ける軸受部と、前記軸受部を支持する第１の弾性部と、一方の端部は前記第１の弾性部と接続し、他方の端部は前記高圧電源の電源出力端子に接する第２の弾性部とを有する負荷ロールとの接続部と、を有し、前記軸受部及び第１の弾性部、第２の弾性部が、前記高圧電源内部に一体成形されており、前記第２の弾性部の弾性圧は、前記第１の弾性部の弾性圧よりも小さいことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記高圧電源の接続部の一方を回路素子が形成された高圧電源基板と共にフレームに固定し、他方を直接フレームに固定することを特徴とする。

請求項３に記載の画像形成装置の発明は、請求項１または２記載の高圧給電構造を備えることを特徴とする。

請求項１の発明は、負荷ロール収納カートリッジの定期的交換によるコスト抑制が可能となる。

請求項２の発明は、高圧電源内部に一体成形した場合においても、高圧電源の強度を高めることができる。

請求項３の発明は、通電を良好に保つことができる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。

本発明を適用する画像形成装置について説明する。
本実施例では画像形成装置としてタンデム型プリンタを使用するが、本発明が適用される画像形成装置がタンデム型プリンタに限られるわけではない。
図１を用いて、タンデム型プリンタの構成および動作について説明する。各感光体２１０１の周囲には、帯電ロールを備えた帯電器２１０２が備えられ、帯電器２１０２により感光体２１０１が一様に帯電された後、感光体ドラム上に図示しない露光装置により露光され、静電潜像が形成される。静電潜像が現像器２１０３により現像され、感光体２１０１上のトナー像は、一次転写器２１０４により中間転写体２１０７上に転写される。これらの処理をＹＭＣＫそれぞれ連続して行なった後、二次転写器２１０６により用紙（ペーパー）などのシート状の記録媒体上に転写され、剥離器２１０５で用紙を剥離し出力する。

ここで、二次転写器２１０６は、接地される転写ロール２１０６ａと、中間転写体を挟んで対向するバックアップロール２１０６ｂを含んで構成される。負荷としてのバックアップロール２１０６ｂにバイアスが印加される。図２では、省略されているが、二次転写器２１０６の転写ロール２１０６ａには、転写ロールに付着したトナーを回収するクリーニング装置が設けられ、二次転写位置より下流側には、中間転写体（例えば、中間転写ベルト）２１０７に付着したトナーを回収するクリーニング装置が設けられる。

次に、画像形成装置に設けられる負荷ロール収納カートリッジについて説明する。図２は本発明を、複写機の帯電ローラ・転写ローラ・現像ローラ等（以後、負荷ロールと総称する）を収納する負荷ロール収納カートリッジに適用した図である。

負荷ロール収納カートリッジの構成を図２（ａ）を用いて説明する。図２（ａ）は負荷ロール収納カートリッジを側面から見た断面図である。
負荷ロール収納カートリッジ１０内には、負荷ロール１１と負荷ロール１１に電力を供給するための給電機構２０が設置されている。
給電機構２０は、軸受部材２１と、軸受用弾性部材（第１の弾性部材）２２と、弾性部材（第２の弾性部材）２３とを備えている。軸受部材２１は、昇圧トランス（高圧電源）２Ａからの電圧を負荷ロール１１に供給できるよう導電性を有し、負荷ロール１１のロール軸１２を受ける。軸受用弾性部材２２及び弾性部材２３は、昇圧トランス２Ａからの電圧を負荷ロール１１供給するために導電性を有している。軸受用弾性部材２２は、軸受部材２１を支持する。弾性部材２３の一方の端部は、前述の軸受用弾性部材２２と接続され、他方の端部は負荷ロール収納カートリッジ１０の外部に設置された昇圧トランス２Ａの電源出力端子である高電圧出力端子３Ａと接続される。

次に、給電構造２０を構成する各部材についてさらに詳細に説明する。
弾性部材２３の末端は、負荷ロール収納カートリッジ１０から突出しており、高圧電源基板１に設置された高電圧出力端子３Ａとの接点となる。高電圧出力端子３Ａには、高圧電源基板１に設置された昇圧トランス２Ａから電圧が供給される。

弾性部材２３は高電圧出力端子３Ａから電圧供給を受けるため、弾性部材２３の端部と高電圧出力端子３Ａとの接触圧は確実な導通が得られる程度に高くなければならない。その一方で、接触圧があまり高すぎると高圧電源基板１が変形する等の不具合が発生する。また、負荷ロール収納カートリッジ１０の交換を含め、これらの事情を考慮して弾性部材２３の弾性係数が定められる。弾性部材２３がコイル状バネの場合には、その弾性係数を実現するために、コイルの材質、巻数等が定められる。
また、弾性部材２３に供給された電圧は、軸受用弾性部材２２へと通電されなければならないため、弾性部材２３と軸受用弾性部材２２は導通状態になければならない。本実施例では、軸受用弾性部材２２と弾性部材２３を一体的に形成し、導通性を確保した。その他導通手段としては、軸受用弾性部材２２と弾性部材２３とを導電性の部材で接続してもよい。

次に、軸受部材２１および軸受用弾性部材２２について説明する。
図２（ｂ）は、軸受部材２１および軸受部材２１を支持する軸受用弾性部材２２を図２（ａ）に示す矢印方向に見た図である。
軸受用弾性部材２２は図２（ｂ）に示されるように軸受部材２１を支持する。したがって、軸受用弾性部材２３は軸受部材２１を支持できるよう形成されている。本実施例では、軸受用弾性部材２２としてコイル状バネを使用するが、その他に板状バネやゴム等を使用しても良い。

軸受部材２１は、図２（ｂ）に示すように軸受用弾性部材２２で支持される。軸受部材２１が負荷ロール１１との接点となり、ロール軸１２を介して負荷ロール１１に電圧を給電する。軸受部材２１の形状は、ロール軸１２を受け負荷ロール１１の回転動作を妨げない形状であればよく、例えば円形や図２（ｂ）に示されるような半円形が考えられる。

負荷ロール１１への給電について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、負荷ロール収納カートリッジ１０の弾性部材２３を高電圧出力端子３Ａに接するような位置に設置する。
昇圧トランス２Ａで昇圧された電圧は、高電圧出力端子３Ａに出力される。高電圧出力端子３Ａに出力された電圧は、高電圧出力端子３Ａに接する弾性部材２３から単一の導電性部材で弾性部材２３と一体的に形成された軸受用弾性部材２２を経て、導電性の軸受部材２１へと通電される。
負荷ロール１１はロール軸１２が軸受部材２１と接しているので、ロール軸１２を介して軸受部材２１から電力の供給を受ける。

本実施例によれば、給電機構２０にかかる弾性圧を軸受用弾性部材２２と弾性部材２３によって、それぞれ異なる方向に分散させることが可能となり、負荷ロール１１の回転動作による高圧電源基板１への振動が抑制されるため、高圧電源基板１が変形する等の不具合が抑制される。また、単一の導電性部材で負荷ロール１１側と昇圧トランス２Ａ側とにそれぞれ必要な弾性圧の設定を行うことにより、通電を良好に保つ。さらに、軸受用弾性部材２２と弾性部材２３が単一の導電性部材で一体的に形成することにより負荷ロール１１に給電するための部品点数が減少し、接続部の数が減少するため、通電不良の発生を低減する。

次に、添付図面を参照しながら、実施例２について説明する。なお、実施例２の説明において、実施例１と同一の要素については同一の符号を付して必要のある場合を除き説明を省略する。
図３は本発明の給電機構２０をマシン本体のフレーム付きにした図である。
図３は前述した負荷ロール収納カートリッジに設置されていた給電機構２０と昇圧トランス等とで構成された電源装置を側面から見た断面図を示している。

電源装置は、給電機構２０と、高電圧出力端子３Ａと、昇圧トランス２Ａと、高圧電源基板１とを備えている。給電機構２０は樹脂部材を介してフレームに取り付けられ、高圧電源基板１は、給電機構２０を覆うように、フレームに取り付けられる。高電圧出力端子３Ａは、給電機構２０の弾性部材２３と接し電圧供給を行う。昇圧トランス２Ａは、昇圧した電圧を高電圧出力端子３Ａに出力する。

次に、給電機構２０の構成は実施例１と同様であるため、昇圧トランス２Ａと高電圧出力端子３Ａについて説明する。
昇圧トランス２Ａは電源昇圧によって高電圧を得る電源装置である。昇圧トランス２Ａは、負荷ロール１１が作動するのに必要な電圧を供給できる電源装置であれば良く、圧電トランスや磁気トランス等を用いることができる。
高電圧出力端子３Ａは昇圧トランス２Ａで昇圧された電圧を出力する端子であり、高電圧出力端子３Ａは図２に示すように高圧電源基板１上に設置されていても良いし、図４に示されるように昇圧トランス２Ｂとモジュール化されている高電圧出力端子３Ｂであっても良い。

給電機構２０の弾性部材２３は、電源装置内において高電圧出力端子３Ａまたは３Ｂと接するように配置される。昇圧トランス２Ａまたは２Ｂで昇圧された電圧は、高電圧出力端子３Ａまたは３Ｂから給電機構２０へと通電される。したがって、電源装置の開口部に負荷ロール１１のロール軸１２を差し込み、ロール軸１２を軸受部材２１に乗せることで、負荷ロール１１に給電できる。

本実施例によれば、負荷ロール１１の回転動作で発生する横方向の振動を電源装置内に配置された給電機構２０が受けても弾性部材２３が吸収して、高圧電源基板１が変形する等の不具合が低減する。また、軸受用弾性部材２２と弾性部材２３が１の導電性部材で一体的に形成されているため、負荷ロール１１に給電するための部品点数が減少し、通電不良の発生を低減する。

電源装置を小型化することを考えた場合に、給電機構２０と昇圧トランス２Ａまたは昇圧トランス２Ｂを一体化することが考えられる。そこで、実施例３では、給電機構と昇圧トランスを一体化した電源装置について説明する。なお、実施例３の説明において、実施例１および２と同一の要素については同一の符号を付して必要のある場合を除き説明を省略する。

図５は昇圧トランス２Ｃの内部に給電機構２０を設置することで小型化をはかった電源装置を側面から見た断面図である。また、図６の（ａ）および（ｂ）は図５の電源装置を側面および正面から見た斜視図である。
図６中、点線部で示した各部品は、実線で示した部品の内部に設置されていることを示している。

図５および図６からわかるように、給電機構２０は、昇圧トランス２Ｃの内部に設置された高電圧出力端子３Ｃに接するようにして、昇圧トランス２Ｃの内部に配置されている。昇圧トランス２Ｃが昇圧した電圧を高電圧出力端子３Ｃに出力することで、高電圧出力端子３Ｃに接する給電機構２０へ電圧が供給される。
負荷ロール１１への給電は、図６（ａ）および（ｂ）に実線で示す昇圧トランス２Ｃの開口部に負荷ロール１１のロール軸１２を差し込み、ロール軸１２を軸受部材２１に乗せることで行う。
また、図５に示されるように昇圧トランス２Ｃの接続部２４の一方を高電圧基板１と共に板金フレーム４に固定し、他方を直接板金フレーム４に固定しても良い。

本実施例によれば、給電機構２０と給電機構２０に電圧を供給する昇圧トランス２Ｃとが一体化されているため、負荷ロール収納カートリッジ１０の定期的交換によるコストが抑制される。また、昇圧トランス２Ｃの接続部２４の一方を高圧電源基板１と共にフレームに固定し、他方を直接板金フレーム４に固定することで、昇圧トランス２Ｃ内部に給電機構２０を一体形成した場合においても、昇圧トランス２Ｃの強度が向上する。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明を適用する画像形成装置の図である。本発明を負荷ロール収納カートリッジに適用した図である。本発明の高圧給電構造の実施例を表す図である。本発明の高圧給電構造の実施例を表す図である。給電機構と昇圧トランスを一体化した本発明の実施例を表す図である。部品化された高圧給電構造の側面および正面からの斜視図である。

符号の説明

１…高圧電源基板
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ…昇圧トランス
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ…高電圧出力端子
４…板金フレーム
１０…負荷ロール収納カートリッジ
１１…負荷ロール
１２…ロール軸
２０…給電機構
２１…軸受部材
２２…軸受用弾性部材
２３…弾性部材
２４…接続部
２１０１…感光体
２１０２…帯電器
２１０３…現像器
２１０４…一次転写器
２１０５…中間転写体
２１０６…二次転写器
２１０６ａ、２１０６ｂ…バックアップロール
２１０７…中間転写体

Claims

負荷ロールに高圧電圧を供給するための高圧電源と、
負荷ロールのロール軸を受ける軸受部と、
前記軸受部を支持する第１の弾性部と、
一方の端部は前記第１の弾性部と接続し、他方の端部は前記高圧電源の電源出力端子に接する第２の弾性部とを有する負荷ロールとの接続部と、
を有し、
前記軸受部と第１の弾性部と第２の弾性部とが、前記高圧電源内部に一体成形されており、
前記第２の弾性部の弾性圧は、前記第１の弾性部の弾性圧よりも小さいことを特徴とする高圧給電構造。
前記高圧電源の接続部の一方を回路素子が形成された高圧電源基板と共にフレームに固定し、他方を直接フレームに固定することを特徴とする請求項１に記載の高圧給電構造。
請求項１または２記載の高圧給電構造を備えることを特徴とする画像形成装置。