JP2005263381A - 異物除去装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置等に使用されるシートに付着している紙粉などの異物は、画像形成不良を生じたり、ローラによるシート搬送に支障を来す原因になる。
【解決手段】 シート搬送経路上に、シートの除去しようとする異物が付着している面が伸長するよう湾曲させるシート湾曲手段を設け、このシート湾曲手段により湾曲されたシートの伸長された面にローラや無端ベルトからなる異物除去手段を当接して異物を除去し、その除去した異物を異物回収手段により回収収納する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シートを搬送する過程において、そのシートから異物を除去しやすくする構造を有した異物除去装置に関する。さらには、この異物除去装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機やプリンターなどの画像形成装置における用紙やＯＨＰシート、紙幣両替機における紙幣などのシートには多くの異物が付着している。たとえば、複写機に用いられる用紙には、タルク（滑石）等の添加剤が付与されているのが一般的である。従来から、シート給送部から感光体を含む画像形成部に用紙を搬送ローラで搬送する過程で、これら添加剤などの異物が用紙から搬送ローラに転移付着することにより、搬送ローラの摩擦係数が低下し用紙に対するスリップ率が高くなり搬送不良の原因となったり、異物が感光体表面に付着することにより画像不良等を起こすことが問題とる。また、省資源・リサイクルが活発に取り組まれるようになった近年、再生紙の利用比率が年々増加しているが、再生紙は一般的にタルク等の添加剤の量が多く、再生紙上の異物の量もバージン紙と比較して多い。このため、異物に起因するトラブルも以前と比べ多くなってきている。
同様に、紙幣両替機などシートを搬送する機械にあっては、シートに付着するゴミや添加物等の異物が、搬送ローラに付着することによって生じる搬送不良が問題となることが多い。

従来から異物を除去する異物回収装置には様々なものが提案されている。例えば、特開平８-７３０７２号公報の記載にあるような静電力により異物を搬送材（転写紙）から吸着する方法が知られている。この方法は、搬送材搬送ローラに電圧を印加することでその搬送材から異物を静電力により吸着回収するというものである。この方法では、電圧を印加されたローラの極性と逆の帯電極性を持った異物だけが吸着される。つまり、搬送材上の異物は、電圧を印加されたローラの極性と逆の極性に帯電されていなければならず、異物の帯電極性がローラと同極性であっては、ローラと異物が反発しあいこのローラに吸着されない。しかし、異物のうちの特に紙粉は、帯電系列からして正極に帯電しにくいものではあるが、接触する相手やまわりの環境に左右され紙粉が負極に帯電しているわけではない。異物の中には正に帯電しているもの、どちらにも帯電していないものもある。よって、たとえ搬送ローラに正の電圧を印加した場合、これらの異物は静電的に搬送ローラに吸着されないことになるので、この方法では、異物の一部が除去されず搬送材に残ってしまう問題点がある。

特開平８-７３０７２号公報

画像形成装置における異物除去装置としては、特許文献１記載のものの他にも種々のものが提案されているが、それらは搬送材としてのシートから異物を回収する手段や道具に関するものが多く、回収される側であるシートに対して工夫したものはほとんどない。
しかし、シートから異物を回収するためには、回収手段を工夫する一方で、回収される側であるシートに対しても、異物が離脱しやすくなるよう工夫した方がより回収効率が高まると言える。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、シートに付着した紙粉などの異物が、シートが湾曲する部位において離脱しやすく回収しやすいという性質を利用し、シートから異物を除去しやすくすることで効率よく異物を除去回収できる異物除去装置を提供することを目的とする。さらには、本発明の異物除去装置を画像形成装置に適用することで、シート搬送ローラへの異物付着による摩擦係数低下に起因するシート搬送ローラのシートに対するスリップ率の増大や、像担持体への異物付着による画像不良、クリーニングブレードへの回り込みによるクリーニング不良、像担持体からの回収トナーのトナーリサイクル時の異物混入による画像不良等の不具合が発生し難い画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、シート搬送経路上に、除去しようとする異物が付着しているシートの面が伸長する向きにそのシートを湾曲させるシート湾曲手段を設け、湾曲させたシートの伸長された面から異物を除去・回収するようにしたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の異物除去装置において、シート湾曲手段が、シートを搬送する搬送ローラと該搬送ローラの周面の一部に当接した、複数のローラに張設された無端ベルトからなり、シートとの接触面積が大きくなるようにしたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１記載の異物除去装置において、シート湾曲手段が、前記搬送ローラと該搬送ローラの周面の一部に当接した複数のローラからなり、簡易かつ効果的に異物を除去できることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１記載の異物除去装置において、異物回収手段が、湾曲した形状である湾曲ガイド板であり、無端ベルトや複数のローラを用いる場合よりも設置スペースとコストを低減することができることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項２記載の異物除去装置において、無端ベルトがファーベルトであり、シートの細かい凹部に付着する異物まで掻き出せることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか一つに記載の異物除去装置において関連して、異物除去手段に電圧を印加する第１の電圧印加手段を設けたことにより、異物除去を静電力により補助するようにしたことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６記載の異物除去装置において、シート搬送経路上の異物除去手段よりも上流に、第２の電圧印加手段を設け、第１の電圧印加手段とは逆極性に帯電することで、異物の帯電極性を整え、下流の異物除去手段で除去しやすくしたことを特徴としている。

請求項８の発明は、請求項７記載の異物除去装置において、第２の電圧印加手段が、前記無端ベルトを支持しているローラであり、スペースと部品コストを低減できることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１から８いずれか一つに記載の異物除去装置において、異物回収手段とシートを挟んで対向する位置に第３の電圧印加手段を配設し、該電圧印加手段が異物の帯電極性と同極性の電圧を印加することで異物を除去手段から回収しやすくしたことを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１から９いずれか一つに記載の異物除去装置において、異物回収手段が、スクレーパーであることを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項１から９いずれか一つに記載の異物除去装置において、異物回収手段が吸引装置であり、飛散する異物まで回収できることを特徴とする。

請求項１２の発明は、請求項１１記載の異物除去装置において、前記吸引装置の吸引動作は、シート搬送時のみ行うよう制御することとし、消費電力を最小限に抑えることを特徴としている。

請求項１３の発明は、請求項１から１２いずれか一つに記載の異物除去装置において、異物回収手段を、異物除去手段の下方に配設し異物をその自重により回収することを特徴としている。

請求項１４の発明は、請求項１から１３いずれか一つに記載の異物除去装置を画像形成装置に具備し、搬送ローラや感光体への異物の付着を低減することを特徴とする。

請求項１５の発明は、請求項１４記載の画像形成装置において、電圧を印加するパワーパックを転写バイアス等のパワーパックと共用とし部品点数を少なくすることを特徴とする。

本発明によれば、シート搬送路上にシート湾曲手段を設け、該手段により湾曲したシートから異物を除去するようにしたので、シートから異物が離脱しやすく、効率良く異物を回収することができる。無端ベルトを用いれば、ローラで異物を除去するものより、シートとの接触面積が増加するので異物除去効果を向上させることができる。

異物除去の前処理として、シート湾曲手段よりも搬送方向上流側にシートの異物を除去しようとする面に付着している異物の帯電極性を整える手段を設け、さらに下流にある異物除去手段に電圧を印加するようにしたので、静電力により異物を吸着し異物の回収をより効率良く行うことができる。

この異物除去装置を画像形成装置に設けることによって、シート上の異物がシート搬送ローラに転移付着することによるシート搬送ローラの摩擦係数低下に伴うスリップ率の増大や、感光体への異物付着による画像不良、クリーニングブレードへの回り込みによるクリーニング不良、トナーリサイクル時のトナーへの異物混入による画像不良等の発生し難い画像形成装置を提供することもできる。

以下、本発明の最良な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施の形態を説明するにあたり、先ず図９を用いて、シートから異物が離脱しやすくなる状態について説明する。
図９（ａ）に示すように、可撓性を有するシートＰに異物Ｌが付着しているとする。同図に示すように、異物が平らな状態のシートＰに完全に密着していると、シートが平らな状態のままでは異物の除去が困難である。これに対して、図９（ｂ）に示すようにシートＰの異物が付着している側の面が外側になる向きに、すなわち異物が付着している側の面を反対側の面に比べて伸長するようにシートを湾曲させると、異物の一部がシートＰから浮き上がった状態になり、異物がシートＰから離脱しやすくなる。このように、シートを湾曲させる方が、図９（ａ）に示す平坦なの状態に比べて異物除去が容易であるといえる。

従来の異物除去装置では、シートを直線的に搬送する過程、つまり、シートが湾曲していない図９（ａ）の状態で異物除去が行われていた。本発明では、図９（ｂ）に示すように、シートを湾曲させると異物除去が容易になるという性質を利用して異物除去装置を構成している。

本発明の異物除去装置をシート搬送経路上に配設する実施の形態について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の異物除去装置を適用する電子写真方式の画像形成装置の一例を示す概略ブロック図である。

図１において、画像形成装置１０を構成する画像形成部１１は、公知の電子写真方式のものであるのでその概略のみ説明する。感光体１２の表面に静電潜像を形成してこれを現像し、その画像を転写部１３によりシートに転写し、その転写画像を定着部１４により定着するよう構成されている。画像を定着されたシートは、排紙ローラ８によって排紙台９に排紙される。
画像形成部１１の下方にはシートを画像形成部１１へ給送するシート給送部１５が配置されている。シート給送部１５はシートをそれぞれ積載した２つの給送トレイ１６、１７を備えている。画像形成部１１の右側には手差し用の給送トレイ１８が配置されており、画像形成可能な大きさ、かつ給送トレイに収納できないシートを給送可能としている。なお、画像形成部１１はカラーでもモノクロのものでも構わない。
給送トレイ１６、１７のうちの一つから一枚ずつ送り出されるシートは、それぞれのシート搬送経路を経由し、レジストローラ１９を介して画像形成部１１に給送される。本発明の異物除去装置は、上記シート搬送経路上に配置される。

図２は本発明の第１の実施例を示す異物除去装置の側面図である。異物除去装置２０は、給送トレイからレジストローラまでのシート搬送経路の方向転換部、すなわち、図１において、給送トレイ１７から略水平に送り出されたのシートが上方に向きを変えるシート搬送経路の方向転換部に配置される。なお、以下の説明にある画像形成面とは、シートＰが異物除去装置の無端ベルトと接触する面である。

異物除去装置２０は、給送トレイ１７からのシート搬送経路の方向転換部に配置された直径３５ｍｍ程度の搬送ローラ２１と、３つのローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃに所定の張力をもって巻き付けられ、搬送ローラ２１に所定範囲巻きつけられた無端ベルト２３とにより主に構成されている。図において、左方向から搬送されてくるシートＰは、搬送ローラ２１と無端ベルト２３により画像形成面が伸長する向きに湾曲する。
湾曲されたシートＰの画像形成面に付着している異物は、図９（ｂ）に示すように異物がシートＰから浮き上がり、シートから離脱しやすい状態となり、その異物を除去する役目も持つ無端ベルト２３に吸着、除去される。このように、除去しようとする異物の付着した面を伸長させることで、異物を離脱しやすい状態にできるので、より容易かつ確実に異物が除去される。

シートに付着している異物には、正や負に帯電しているものや、どちらの極性にも帯電していないものがある。本実施例の異物除去装置２０では、異物除去の前処理として、シートの搬送方向において搬送ローラ２１よりも上流に配設した電圧印加ローラ対２４によりシート表面の帯電極性を整え、シート画像形成面の異物の帯電極性を正に統一している。

一方、無端ベルト２３を張架するローラの一つ２２ｂに負の電圧を印加することで、正に帯電された異物を静電的に無端ベルト２３に引き付け、ベルトによる異物の吸着を補助するようにしている。このように異物除去の前処理として、シート上の異物の帯電極性を予め整えることにより、シート画像形成面に付着している異物の全てを吸着除去することができる。

無端ベルト２３の、ローラ２２ｃの近傍下方には、無端ベルト２３の表面に吸着した異物を掻き取るためのスクレーパー２５、掻き取った異物を収納する収納部２６が配設してある。

異物回収の最良の形態として、本実施例では、異物回収時における異物と無端ベルトとの離反性を高めるために、無端ベルトを支持しスクレーパー２５に対向するローラ２２ｃに、異物の帯電極性と同極性の正の電圧を印加している。これにより、吸着している異物と無端ベルト２３をローラ２２ｃの部位において互いに反発させ、スクレーパー２５による掻き出しを容易にし、より効果的に回収することが可能である。

通常、シート表面には図３に示すように、ミクロ的な観点では凹凸２８があり、通常の表面粗さをもつ一般的なゴムベルトではベルトとシートとの間に密着しない領域が多くなってしまう。そこで、無端ベルト２３の材料をファーベルトにすることも可能である。これにより、ファーベルトの毛先２８がシート表面の微小凹部まで入り込み、付着している異物を掻き出すことができる。

異物はスクレーパーでシートから掻き出す際に飛散してしまうことも考えられるので、図５に示すように、異物回収手段に掃除機等と同機構の吸引装置３０を付設することもできる。吸引装置３０の付設により、無端ベルト２３に吸着した異物や無端ベルトから飛散する異物も回収することも可能である。異物回収手段に吸引装置を設け、画像形成動作中に継続して吸引動作を行うと吸引動作音が騒音となり、また消費電力もかかるので、異物除去動作時のみ吸引動作を行うよう制御することにより、待機時等での吸引動作音の発生と消費電力を最小限に抑えるようにすることも考えられる。

この異物除去装置を画像形成装置に採用することにより、レジストローラなどのシート搬送ローラに付着する異物を低減させることができる。駆動ローラと従動ローラからなる搬送ローラ対のうち、特に駆動ローラへ異物が付着すると、駆動ローラのシートに対するスリップ率が高くなる恐れがあるが、このような場合、駆動ローラに接するシート面側に異物除去装置を設けることで、駆動ローラへの異物の付着を防ぎ、異物付着によるシート搬送ローラの摩擦係数低下に起因するシート搬送不良を防ぐことができる。

画像形成装置には、画像転写部に転写のためのバイアス電圧を印加するためのパワーパック（不図示）が必ず備えられている。パワーパックは正電圧、負電圧印加用と別個に必要ではあるが、転写用パワーパックと異物除去装置用パワーパックのうち共用できるものは共用することが望ましい。
両パワーパックの共用により、コストとスペース共に削減できる。図１に示す画像形成装置１０の場合においても、中間転写ベルトに転写バイアスを供給しているパワーパックと共用することが可能である。

無端ベルト２３を支持している最上流側のローラ２２ａを、図４に示すように、異物を帯電させる帯電ローラとして利用すれば、異物除去装置の部品点数を減らし、コストと設置スペースを削減することができる。

本発明に係る第２の実施例を、図１および図６を用いて説明する。
第１の実施例の異物除去装置２０が、シート搬送経路の方向転換部にもうけられるのに対し、第２の実施例の異物除去装置１２０は、直線状のシート搬送経路に配置される。図６は、この異物除去装置２の主要機構を示す拡大断面図である。

図６において、シート搬送経路に設けられた搬送ローラ１２１の外周には、２つの搬送ローラ１２３ａ、１２３ｂが搬送ローラ１２３にそれぞれ当接するように配設されており、搬送ローラ１２３ａと１２３ｂの間にはシートを搬送ローラ１２１の外周に沿って案内する湾曲したシートガイド板１００が配設されている。図１において下方から搬送されてくるシートＰは、搬送ローラ１２１の一部に巻き付けられることで湾曲する。湾曲されたシートＰの異物は、湾曲箇所である搬送ローラ１２１と搬送ローラ１２３ａ、１２３ｂのニップ間でシートから離脱しやすくなり、搬送ローラ１２３ｂにより静電的に吸着除去され、スクレーパー１２５により回収後、収納部１２６に収納される。
第１の実施例と異なり、このように無端ベルトを用いずローラのみでシート巻付け手段を構成し、異物を回収することも可能である。

この実施例は、本発明の技術的意図を最もシンプルに構成したものであるが、実施例１のように、異物除去装置２よりも上流にシート上の異物の帯電極性を統一する電圧印加ローラ対を設けたり、異物を除去するローラである搬送ローラ１２３ｂに異物の帯電極性と逆の電圧を印加し、異物の除去を静電力により補助するよう構成することも勿論可能である。

この第２の実施例における異物除去装置１２０を、図示の向きとは逆に左右を反転させて配設すれば、シートの画像形成面の裏面についても異物を除去することも可能である。
また、異物除去装置１２０の配設位置についても図示の位置に限らず、シート給送部１５からの搬送経路と手差しトレイ１８の搬送経路とが合流した後の搬送径路に設けることも可能である。合流後の搬送経路に配設すれば、シート給送部１５、手差しトレイ１８のいずれからの給送シートについても、異物を除去することが可能となる。

第３の実施例について、図７、図８を用いて説明する。
図７における異物除去装置３は、シート搬送経路のどこにでも配設することが可能であり、たとえば、図１の異物除去装置１２０の位置に配置することも可能であり、その場合の構成について以下に説明する。

異物除去装置２２０において、シートＰを挟むようにその両面側に配置された湾曲ガイド板２２２ａ、２２２ｂは、下方から搬送されるシートＰを湾曲させる形状をしている。異物除去手段である異物除去ローラ１１２は、その周面の一部が図８に示すように、一方の湾曲ガイド板２２２ａに設けた開口部２２３から搬送経路に突出するように設けられている。
この構成により、シートＰに付着する異物は、一対の湾曲ガイド板により湾曲することによりシートＰから離脱しやすい状態となり、同時にシートＰは、搬送される力により異物除去ローラ２２１の周面に押し当てられた状態になっており、搬送方向に回転駆動されている異物除去ローラ２２１により、シートＰに付着した異物を吸着し除去することができる。
このようにベルトや搬送ローラに当接するローラを用いなくてもシートを湾曲させることが可能である。

この第３の実施例においても、実施例１のように、異物除去装置３よりも上流に異物の帯電極性を統一する電圧印加ローラ対を設けたり、異物を除去するローラであるローラ１１２に異物の帯電極性と逆の電圧を印加し、異物の除去を静電力により補助するよう構成することも勿論可能である。また、異物除去手段は、ローラに限らずブラシ状の部材などでも構わない。
以上、本発明の好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明を適用する画像形成装置の一例を示す概略ブロック図である。 本発明第１の実施例を示す異物除去装置の主要部側面図である。 ファーベルトの一例を示す斜視図である。 本発明の第１実施例の変形例を示す図である。 吸引装置の一例を示す図である。 本発明の第２の実施例を示す異物除去装置の主要部側面図である。 本発明の第３の実施例を示す異物除去装置の主要部側面図である。 図７の異物除去装置の斜視図である。 シートから異物が離脱しやすい状態について説明する図である。

符号の説明

２０、１２０、２２０ 異物除去装置
２１、１２１、２２１、２２３ａ、２２３ｂ 搬送ローラ
２３ 無端ベルト
２５、１２５ スクレーパー
２６ 異物収納箱
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ ローラ
２４ 電圧印加ローラ
３０ 吸引装置
１００ シートガイド板
２２１ 異物除去ローラ
２２２ａ、２２２ｂ 湾曲ガイド板
Ｐ シート

Claims (15)

1. シート搬送経路上に配置され、シートの除去しようとする異物が付着している面が伸長するよう湾曲させるシート湾曲手段と、前記シート湾曲手段により湾曲されたシートの伸長された面に当接し異物を除去する異物除去手段と、除去した異物を回収収納する異物回収手段からなることを特徴とする異物除去装置。
2. 請求項１記載の異物除去装置において、
   前記シート湾曲手段および前記異物除去手段は、シートを搬送する搬送ローラと、該搬送ローラの周面の一部に当接した、複数のローラに張設された無端ベルトとからなることを特徴とする異物除去装置。
3. 請求項１記載の異物除去装置において、
   前記シート湾曲手段および前記異物除去手段は、前記搬送ローラと、該搬送ローラの周面の一部に当接した複数のローラとからなることを特徴とする異物除去装置。
4. 請求項１記載の異物除去装置において、
   前記シート湾曲手段は、湾曲した形状である湾曲ガイド板からなることを特徴とする異物除去装置。
5. 請求項２記載の異物除去装置において、
   前記無端ベルトがファーベルトであることを特徴とする異物除去装置。
6. 請求項１から５のいずれか一つに記載の異物除去装置において、
   前記異物除去手段に第１の電圧印加手段を配設したことを特徴とする異物除去装置。
7. 請求項６記載の異物除去装置において、
   シート搬送経路の前記異物除去手段より上流にシートおよびシートに付着している異物を帯電させる第２の電圧印加手段を配設し、該電圧印加手段が前記第１の電圧印加手段と逆極性の電圧を印加することを特徴とする異物除去装置。
8. 請求項７記載の異物除去装置において、
   前記第２の帯電手段が、前記無端ベルトを支持しているローラであることを特徴とする異物除去装置。
9. 請求項１から８のいずれか一つに記載の異物除去装置において、
   前記異物回収手段とシートを挟んで対向する位置に第３の電圧印加手段を配設し、該電圧印加手段が異物の帯電極性と同極性の電圧を印加することを特徴とする異物除去装置。
10. 請求項１から９のいずれか一つに記載の異物除去装置において、
    前記異物回収手段は、スクレーパーと異物収納箱であることを特徴とする異物除去装置。
11. 請求項１から９のいずれか一つに記載の異物除去装置において、
    前記異物回収手段は、吸引装置を用いたことを特徴とする異物除去装置。
12. 請求項１１記載の異物除去装置において、
    前記吸引装置の吸引動作は、シート搬送時のみ行うよう制御することを特徴とする異物除去装置。
13. 請求項１から１２のいずれか一つに記載の異物除去装置において、
    前記異物回収手段をシート湾曲手段下方に配設したことを特徴とする異物除去装置。
14. 請求項１から１３のいずれか一つに記載の異物除去装置を具備したことを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項１４記載の画像形成装置において、
    電圧を印加するパワーパックを転写バイアス等のパワーパックと共用することを特徴とする画像形成装置。
    

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