JP2011095376A - 除電装置、及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

除電装置、及びそれを備えた画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】電源の容量を増大させず、像担持体又は記録媒体担持体上の電荷を適切に除去し、クリーニング不良や画像不良が発生することのない除電装置を提供すること。
【解決手段】画像形成装置が有する像担持体又は記録媒体担持体を除電するための除電装置であって、複数の不連続な放電点としての突起部を有する針状電極、前記針状電極を保持する絶縁性ホルダ、前記針状電極に電圧を印加する針状電極用電源、及び、前記針状電極と、前記像担持体又は前記記録媒体担持体との間に配設される導電性を有する遮蔽部材、を有することを特徴とする除電装置。
【選択図】図3

Description

電子写真方式の画像形成装置に用いられる像担持体又は記録媒体担持体上の電荷を除去する除電装置、及びそれを備えた画像形成装置に関する。
従来、電子写真方式の画像形成装置に用いられる像担持体又は記録媒体担持体上の電荷を除去する除電装置としては、ワイヤ電極に高圧を付与する方式が一般的であるが、オゾン発生の低減や省スペース化のため針状(鋸歯状)電極を用いた方式も用いられている。
然るに、針状電極を用いた方式では、針状電極の放電点である先端部における電界と、隣接する先端部との中間地点における電界との間には電界強さに差があり、放電ムラが発生し易い。また、針状電極を用いた除電装置では鋭利な先端部への接触を防ぐため、針状電極の先端部に樹脂等の絶縁材料で形成するリブ状の隔壁を用いることが多く、隔壁があることにより放電ムラが一層発生し易くなっている。放電ムラによる除電不良を防止するために全体の電界を強くし過ぎると針状電極の先端部での放電が強くなり過ぎ、除電する像担持体又は記録媒体担持体の表面を放電劣化させ、クリーニング不良や転写不良が生じ易くなるという問題がある。
具体的には、像担持体又は記録媒体担持体として樹脂製の中間転写ベルト又は転写ベルトを用いる構成を有する除電装置においては、針状電極による放電ムラにより樹脂材のポリマー鎖が切れて表面に白化したスジ状の傷を生じさせる場合がある。また、中間転写ベルト又は転写ベルトを巻回するローラに導電性の樹脂コート層を有するローラを用いている場合には、針状電極による放電ムラにより樹脂コート層が剥がれてベルト裏面に付着するという問題もある。このローラの樹脂コート層の剥がれは、ローラの導電性及びベルトの性能を悪化させ、中間転写ベルト又は転写ベルトの放電劣化を一層悪化させる要因となる。
これらの放電ムラを防ぐために像担持体又は記録媒体担持体と針状電極との間に絶縁部材を設けて空間距離を稼いで像担持体又は記録媒体担持体の放電劣化を防止しようとする技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−181863号公報
しかしながら、針状電極の先端部材を絶縁部材で覆うと、放電効果の低下により除電能力が低下し、薄紙の分離不良や、記録媒体分離時の剥離放電によるトナー飛び散りに伴う画像不良等が発生してしまう。更に、放電ムラを防止するために、電極先端と像担持体又は記録媒体担持体との距離を長くしようとすると、更に大きな容量の高圧電源が必要となり、消費電力や省スペース上での新たな問題が発生する。
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、電源の容量や大きさを増大させることなく、像担持体又は記録媒体担持体上の電荷を適切に除去し、クリーニング不良や画像不良が発生しない除電装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することにある。
前記目的は下記の発明により達成される。
1.画像形成装置が有する像担持体又は記録媒体担持体を除電するための除電装置であって、
複数の不連続な放電点としての突起部を有する針状電極、
前記針状電極を保持する絶縁性ホルダ、
前記針状電極に電圧を印加する針状電極用電源、及び、
前記針状電極と、前記像担持体又は前記記録媒体担持体との間に配設される導電性を有する遮蔽部材、を有することを特徴とする除電装置。
2.前記遮蔽部材が接地されていることを特徴とする前記1に記載の除電装置。
3.前記遮蔽部材には該遮蔽部材に電位を付与する遮蔽部材用電源が接続されていることを特徴とする前記1に記載の除電装置。
4.前記遮蔽部材には該遮蔽部材に流れる電流を制御する電子部品が接続されていることを特徴とする前記1に記載の除電装置。
5.前記電子部品は、抵抗、可変抵抗、バリスタ、又はツェナーダイオードであることを特徴とする前記4に記載の除電装置。
6.前記遮蔽部材は、前記針状電極により形成される電界内に露出される領域としての露出部と、前記絶縁性ホルダにより覆われる領域としての非露出部と、を有し、前記像担持体又は前記記録媒体担持体としての転写ベルト又は記録媒体搬送ベルトを懸架する複数の懸架ローラのいずれか1つの懸架ローラに対向する位置に前記転写ベルト又は前記記録媒体搬送ベルトを介して対峙し、
前記絶縁性ホルダは、前記非露出部を覆うカバー部を有し、前記針状電極を該針状電極の突起部の先端が前記カバー部の先端より突出しない位置に配設されるように保持するとともに、
前記針状電極と、前記絶縁性ホルダの前記カバー部と、前記遮蔽部材とは、厚み方向において、互いに間隙をもって対峙しており、
前記針状電極の突起部の先端と前記カバー部の先端とを結ぶ線の延長線が、前記遮蔽部材の前記露出部の領域内に当接するように、前記針状電極、前記絶縁性ホルダ、及び前記遮蔽部材の位置と長さが設定されていることを特徴とする前記1から5のいずれか1項に記載の除電装置。
7.前記針状電極の先端から前記遮蔽部材の表面までの最短空間距離が1.5〜5.5mm、
前記カバー部と前記遮蔽部材の表面との間隔としてのホルダ・遮蔽板間隔が0.3〜2.0mmに設定されていることを特徴とする前記6に記載の除電装置。
8.前記遮蔽部材の先端を通り前記像担持体又は記録媒体担持体の表面に接する接線に対し、
前記針状電極の突起部の先端と前記絶縁性ホルダの前記カバー部とは、ともに前記接線より前記像担持体又は記録媒体担持体が配設されている側の領域に位置するように構成されていることを特徴とする前記1から7のいずれか1項に記載の除電装置。
9.前記遮蔽部材は先端が連続する凹凸曲面を有する波状板材からなり、前記波状板材の凸部又は凹部のピッチは前記針状電極の突起部のピッチに一致し、前記波状板材の凹部が前記針状電極の突起部に対向するように配設されていることを特徴とする前記8に記載の除電装置。
10.前記遮蔽部材は、前記針状電極の突起部に対向する位置から前記遮蔽部材の先端部の領域に、前記遮蔽部材より高抵抗の材料の塗布又は貼り付けを行い、前記高抵抗の材料は、前記針状電極の突起部に対向する側の端部が連続する波状の曲線を形成し、前記波状の曲線の凸部又は凹部のピッチは前記針状電極の突起部のピッチに一致し、前記波状曲線の凹部が前記針状電極の突起部に対向するように形成されていることを特徴とする前記8に記載の除電装置。
11.前記像担持体又は記録媒体担持体が、単層の樹脂製ベルト、又は表面を樹脂材料で被覆された樹脂コートベルトからなる転写ベルト又は記録媒体搬送ベルトであることを特徴とする前記1から10のいずれか1項に記載の除電装置。
12.前記転写ベルト又は前記記録媒体搬送ベルトは複数の懸架ローラにより懸架され、前記複数の懸架ローラの内の少なくとも1つは、導電性の芯金を有し、前記芯金に直接又は弾性層を挟んで、最外層部に導電性を有する樹脂コート層が形成されていることを特徴とする前記11に記載の除電装置。
13.前記1から12のいずれか1項に記載の除電装置と、像担持体又は記録媒体担持体とを有していることを特徴とする画像形成装置。
本発明によれば、電源の容量や大きさを増大させることなく、像担持体又は記録媒体担持体の電荷をムラなく除去し、クリーニング不良や画像不良が発生することのない針状電極からなる除電装置及び画像形成装置を提供することができる。
本発明に係る除電装置110と、除電対象の記録媒体担持体としての転写ベルト6とを備えた画像形成装置の実施形態についての要部断面図である。 本発明に係る除電装置110と、除電対象の像担持体としての中間転写ベルト401とを有する画像形成装置の実施形態についての要部断面図である。 本発明に係る除電装置110の第1の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。 図3の斜視図及びA矢視図である。 本発明に係る除電装置110の第2の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。 本発明に係る除電装置110の第3の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。 本発明に係る除電装置110の第4の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。 本発明に係る除電装置110の第5の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。 本発明に係る除電装置110の第6の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。 本発明に係る除電装置110の第7の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。 本発明に係る除電装置110の第8の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。 本発明に係る除電装置110の針状電極111、絶縁性ホルダ112、及び導電性遮蔽板113の位置関係を説明するための部分断面図である。
図1は、本発明に係る除電装置110と、除電対象の記録媒体担持体としての転写ベルト6とを備えた画像形成装置の実施形態についての要部断面図である。なお本図では、画像形成装置としてモノクロ画像形成装置100の実施形態について説明している。
図1において、1は像形成体としての感光体ドラムであり、この感光体ドラム1の回転方向に沿って、帯電チャージャ2、LED光源の画像書込み装置3、二成分現像方式の現像装置4、記録媒体としての記録紙Pを転写領域に導く記録紙ガイド5を有している。更に、感光体ドラム1上に形成されたトナー像を記録紙Pに転写する像担持体としての転写ベルト6、ブラシとブレードにより感光体ドラム1を清掃するクリーニング装置7、及び感光体ドラム1にイレース光を照射して電荷を除去する光イレーサ8を有している。そして、転写ベルト6とクリーニング装置7の間に、プレクリーニングチャージャ9が設けられている。また、転写ベルト6の下流には、定着装置10が設けられ、記録紙Pにトナー像を定着する。
現像装置4は、そのハウジング40の開口部に現像スリーブ41を有し、現像スリーブ41の後方(図中右方向)には、現像スリーブ41に現像剤(トナーとキャリア)を搬送する現像剤搬送部材42、トナーとキャリアを攪拌する攪拌部材43が配置される。
転写ベルト6は、2つの支持ローラ61、62の間に張架され、支持ローラ61、62の間で、転写ベルト6の内側に設けられるバックアップローラ63により感光体ドラム1に圧接されている。転写ベルト6は、半導電性のベルト基材と、表層として設けられた体積抵抗率が1×10Ωcm以上の絶縁樹脂層の2層からなる構造であり、表層の絶縁樹脂層は塗布又は貼り付け等により形成される。ベルト基材は、例えば、クロロプレンなどのゴム基材を、絶縁層は、例えば、4フッ化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)などを用いることができる。
本実施の形態では転写ベルト6を2層からなる構造としたが、ベルト基材のみの単層の樹脂製ベルトとしても良い。
本発明に係る除電装置110は、転写ベルト6を巻回する2つの支持ローラ61、62の内の支持ローラ62の側に対向して配設され、転写後における転写ベルト6上の残留電位を除去する。
バックアップローラ63には、定電流電源64が接続され、制御手段11により印加タイミング及び電流量を制御される。
プレクリーニングチャージャ9は、コロトロン形式のチャージャであり、その電極に定電流電源90が接続されて、制御手段11により印加タイミング及び電流量を制御される。なお、制御手段11は、転写ベルト6、プレクリーニングチャージャ9への電流印加以外に、各プロセス手段を制御して画像形成を行うものである。
図2は、本発明に係る除電装置110と、除電対象の像担持体としての中間転写ベルト401とを有する画像形成装置の実施形態についての要部断面図である。なお本図では、画像形成装置としてタンデム方式のカラー画像形成装置400の実施形態について説明している。
カラー画像形成装置400は、複数の像形成体を並列配置し、その構成と機能は次に記す通りである。中間転写体である中間転写ベルト401の周縁部にはイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)からなる4組のプロセスユニット402Y、402M、402C、402Kが設けられている。各プロセスユニット402Y、402M、402C、402Kによって形成された単色のY、M、C、Kのトナー像は中間転写ベルト401上で重ね合わせて転写され、転写されたカラートナー像は、記録紙P上に一括転写され、定着されて機外に排出される。
403は像形成体である感光体ドラムを示し、各色Y、M、C、K毎に配設されている。感光体ドラム403の周囲には、帯電手段であるスコロトロン帯電器404、画像書込手段である露光光学系405、現像器406、感光体ドラム403のクリーニング手段であるクリーニング装置407が配設されている。これらは各色Y、M、C、K毎に配設されている感光体ドラム403の周囲に配設されている。
各色Y、M、C、K毎の像形成体である感光体ドラム403は、例えばアルミニウムによって形成される円筒状の金属基体の外周に、表面にオーバーコート層(保護層)を設けた有機感光体層(OPC)を、金属基体の外周に形成したものである。また、感光体ドラム403は、当接状態とされる像担持体としての中間転写ベルト401の移動により中間転写ベルト401からの駆動力を受けて従動回転され、接地した状態で図の矢印で示す方向に各色毎の感光体ドラム403が回転される。
各色毎の帯電手段であるスコロトロン帯電器404は、それぞれ所定の電位に保持された制御グリッドとコロナ放電電極によるトナーと同極性(本実施形態においてはマイナス極性)のコロナ放電とによって帯電作用(本実施形態においてはマイナス帯電)を行う。この帯電作用により、感光体ドラム403に対し一様な電位を与える。スコロトロン帯電器404のコロナ放電電極としては、その他鋸歯状電極や針状電極を用いることも可能である。
各色Y、M、C、K毎の画像書込手段である露光光学系405は、感光体ドラム403上での露光位置が、各色毎のスコロトロン帯電器404に対して感光体ドラム403の回転方向下流側に位置するようにして感光体ドラム403の周辺に配置される。露光光学系405は、別体の画像読取り装置によって読み取られメモリに記憶された各Y、M、C、K毎の色の画像データに従って感光体ドラム403の感光体層を像露光し、各色毎の感光体ドラム403上に静電潜像を形成する。
各色Y、M、C、K毎の現像手段である現像器406は、図1で説明したように感光体ドラム403の周面に対し所定の間隙を保ち、感光体ドラム403の回転方向と順方向に回転する現像スリーブ406aを有している。現像スリーブ406aは、例えば厚み0.5から1mm、外径15から25mmの円筒状の非磁性のステンレス或いはアルミニウムで形成されている。また、現像器406は、内部に各色Y、M、C、K毎の現像色に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及び黒色(K)の2成分現像剤を収容している。現像器406は不図示の突き当てコロにより感光体ドラム403と所定の間隙、例えば100から500μmに保たれており、現像スリーブ406aに対して直流電圧又は直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスを印加する。これにより現像器406は、周面に担持する現像剤を穂立状態として接触の反転現像を行い、感光体ドラム403上にトナー像を形成する。
また、現像器406は、2成分現像剤を補給するホッパー406bと、現像器406から排出された2成分現像剤の回収容器406cとを有しており、ホッパー及び回収容器は各色Y、M、C、K毎の現像器に設けられている。図1で説明した如く、2成分現像剤は現像が進むに従って減少する現像器中の2成分現像剤のトナー濃度を現像器内のトナー濃度検知センサー101c(図1参照)で検知され、その情報に基づいてトナーがホッパーから補給管406b1を介して補給される。
補給される2成分現像剤を構成しているトナーとキャリアとの比率は、定常状態の現像器中のトナーとキャリアとの比率になるように混合されており、通常はトナーがキャリアに比べ多くなっている。
補給された2成分現像剤は現像器中で古い2成分現像剤と混合攪拌され、2成分現像剤の過剰部分は現像器内に配設された不図示の界面レベル検知手段によって2成分現像剤が増量状態にあることを検知し系外にスクリューポンプ等の排出手段で排出する。この様に補給、排出を繰り返すことで現像器中の2成分現像剤の性能を安定することが可能となっている。
スコロトロン帯電器404によって一様帯電した感光体ドラム403上には、露光光学系405によって像露光が行われて静電潜像を形成し、現像器406によって現像がなされてトナー像が形成される。このトナー像は転写位置において中間転写ベルト401上に転写がなされる。転写を終えてドラム上に残留した転写残トナーは、静電的に回収を行うクリーニング装置407によって清掃が行われる。
各プロセスユニット402Y、402M、402C、402Kが並列して対向する中間転写ベルト401は体積抵抗率1012Ω・cmから1015Ω・cmの無端ベルトである。中間転写ベルト401は、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散して製造される。中間転写ベルト401は、厚さ0.1mmから1.0mmの半導電性フィルム基体の外側に、好ましくはトナーフィルミング防止層として厚さ5から50μmのフッ素コーティングを行った、2層構成のシームレスベルトである。中間転写ベルト401の基体としては、この他に、シリコーンゴム或いはウレタンゴム等に導電材料を分散した厚さ0.5mmから2.0mmの半導電性ゴムベルトを使用することもできる。中間転写ベルト401は、駆動ローラ401a、従動ローラ401b、テンションローラ401c及びバックアップローラ401dに外接して張架される。また、中間転写ベルト401は、画像形成時には不図示の駆動モータにより駆動ローラ401aが回転され、各色毎の転写位置の上流側に配設される押圧弾性板401eにより感光体ドラム403に中間転写ベルト401が押圧されて図の矢印方向に回転される。この際、中間転写ベルト401の移動に従動して中間転写ベルト401の駆動力を受けて感光体ドラム403が従動回転される。
各色毎の転写手段である1次転写器401fは、コロナ放電器からなり、中間転写ベルト401を挟んで各色毎の感光体ドラム403に対向して設けられ、中間転写ベルト401と各色Y、M、C、K毎の感光体ドラム403との間に各色毎の転写域を形成する。各色毎の1次転写器401fにはトナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の直流電圧を印加し、転写域に転写電界を形成することにより、各色毎の感光体ドラム403上のトナー像を中間転写ベルト401上に転写する。
各色毎の除電手段である除電器401gは、コロナ放電器により構成され、1次転写器401fにより帯電された中間転写ベルト401を除電する。
転写ベルトを押圧する押圧弾性板401eは、ウレタン等のゴムブレードにより形成されている。また、押圧弾性板401eは、各色毎の転写位置の上流側に位置しており、画像形成時には中間転写ベルト401を感光体ドラム403に押圧し、中間転写ベルト401の移動に従動して感光体ドラム403を回転させる。
画像記録のスタートにより不図示の感光体駆動モータの始動により、各色Y、M、C、K毎の感光体ドラム403上に形成されたトナー像が順次中間転写ベルト401上に転写されK、C、M及びYの重ね合わせカラートナー像が形成される。
記録紙Pは、中間転写ベルト401上の重ね合わせカラートナー像形成と同期して、転写材収納手段である給紙カセット408から転写材給送手段としてのタイミングローラ409を経て第2の転写手段である2次転写器401hの転写域(符号なし)へと搬送される。更に記録紙Pは、トナーと反対極性(本実施形態においてはプラス極性)の直流電圧が印加される2次転写器401hにより、中間転写ベルト401上の重ね合わせカラートナー像を一括して転写される。
転写後の各色Y、M、C、K毎の感光体ドラム403の周面上に残った転写残トナーは、各色毎の像形成体のクリーニング手段であるクリーニング装置407によりクリーニングされる。
カラートナー像が転写された記録紙Pは、分離手段でもある除電電極410により除電され、定着装置411へと搬送される。定着装置411にて定着ローラ411aと圧着ローラ411bとの間で熱と圧力とを加えられ、記録紙P上のトナー像が定着された後、記録紙Pは装置外部のトレイへ排出される。
本発明に係る除電装置110は、中間転写ベルト401を巻回する複数のローラの内の従動ローラ401bに対向する位置に配設され、中間転写ベルト401上の残留電位を除去する。
カラートナー像を転写された後、中間転写ベルト401上に残った転写残トナーは、中間転写ベルト401を挟んで従動ローラ401bに対向して設けられるクリーニング手段であるクリーニング装置412によりクリーニングされる。
図3は、本発明に係る除電装置110の第1の実施形態の構成を説明するための概略構成図であり、図4(a)は図3の斜視図、図4(b)は図3のA矢視図である。除電装置110は、前述したモノクロ画像形成装置100(図1参照)における支持ローラ62に巻回される転写ベルト6、又は、カラー画像形成装置400(図2参照)における従動ローラ401bに巻回される中間転写ベルト401上の残留電位を除去する。
第1の実施形態の除電装置110は、ACにDCを重畳した針状電極用電源D1に接続された針状電極111、それを保持する絶縁性ホルダ112、転写ベルト6又は中間転写ベルト401と針状電極111との間に配設される遮蔽部材としての導電性遮蔽板113からなる。第1の実施形態においては、導電性遮蔽板113は接地されている。
本発明の針状電極111は、図4に示すように複数の連続する鋸歯状(又は針状)の突起部111aを有する板状の導電性部材により形成されており、複数の不連続な放電点としての突起部111aを有している。また、針状電極111には電極放電用電源として、針状電極用電源D1が接続されている。針状電極111を保持する絶縁性ホルダ112には、針状電極111の突起部111a近傍に、カバー部112a、先端部112b、及び複数の隔壁部112cが形成されている。カバー部112aは、針状電極111の突起部111aと導電性遮蔽板113との間に位置し、針状電極111から導電性遮蔽板113への過度の放電電流の流出を防止している。針状電極111の突起部111aの先端はカバー部112aの先端より突出しない位置に配設されている。複数の隔壁部112cは針状電極111の突起部111aを挟む位置に形成され、高電圧が印加される針状電極111の突起部111aにオペレータの手が接触することを防止している。
本発明に係る導電性を有する遮蔽部材としての導電性遮蔽板113は、支持ローラ62又は従動ローラ401bに巻回される転写ベルト6又は中間転写ベルト401に対峙する位置に配設されている。
支持ローラ62又は従動ローラ401bは、導電性の芯金を有し、その芯金に弾性層が形成され、最外層部に導電性を有する樹脂コート層が形成されている。本実施の形態では支持ローラ62又は従動ローラ401bの構成を、芯金、弾性層、及び樹脂コート層の3層の構成としたが、弾性層の無い2層の構成としても良い。
図3に示す符号のsは、導電性遮蔽板113の先端を通り、支持ローラ62又は従動ローラ401bに巻回された転写ベルト6又は中間転写ベルト401の表面に接する接線である。針状電極111の突起部111aの先端及び絶縁性ホルダ112のカバー部112aは接線sより内側(転写ベルト6又は中間転写ベルト401が配設されている側)の領域に位置するように配設されている。
針状電極用電源D1から付与される電圧により針状電極111の突起部111aからの放電が開始されると、突起部111aから発生する過度の放電電流の一部が導電性遮蔽板113を介して接地に流れ、放電ムラが緩和される。
本発明に係る除電装置110の第1の実施形態によれば、導電性遮蔽板113を接地するという簡単な構成により、針状電極111の突起部111aから発生する過度の放電電流を導電性遮蔽板113に流すことができ、低コストの放電ムラ防止対策が可能となる。
図5は、本発明に係る除電装置110の第2の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。第2の実施形態は第1の実施形態に類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、導電性遮蔽板113に接続される部材の違いである。即ち、導電性遮蔽板113に接続される部材は、第1の実施形態では接地されているだけであったが、第2の実施形態では遮蔽部材用電源としての遮蔽板用電源D2が接続されている。本実施の形態においては、遮蔽板用電源D2に−300Vの電位を付与し、針状電極111からの放電によるマイナスの電流の一部を、導電性遮蔽板113を介して接地へと逃がし、過度の電流が転写ベルト6又は中間転写ベルト401に流れることを防止している。
本発明に係る除電装置110の第2の実施形態によれば、付与する電位の極性や電圧の値を制御できるため、環境条件や装置使用時間等の諸条件に合わせて針状電極111による放電ムラを細かく調整することができる。
以下、本発明に係る除電装置110の第3〜第6の実施形態の構成について説明するが、第3〜第6の実施形態は第2の実施形態に類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。第3〜第6の実施形態が第2の実施形態と異なる点は、導電性遮蔽板113に接続される部材の違いである。導電性遮蔽板113に接続される部材は、第2の実施形態では遮蔽板用電源D2が接続されていたが、第3〜第6の実施形態では導電性遮蔽板113に流れる電流を制御する部材として、それぞれ異なる電子部品が接続されている。即ち、第3の実施形態では抵抗Tが、第4の実施形態では可変抵抗KTが、第5の実施形態ではバリスタVRが、第6の実施形態ではツェナーダイオードZDが、それぞれ接続されている。
図6は、本発明に係る除電装置110の第3の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。第3の実施形態においては、導電性遮蔽板113に接続される電子部品として抵抗Tが用いられている。
本発明に係る除電装置110の第3の実施形態によれば、導電性遮蔽板113に抵抗Tを接続することにより、簡単な構成で針状電極111による放電ムラを調整することができ、低コストで省スペースの放電ムラ防止対策の実施が可能となる。
図7は、本発明に係る除電装置110の第4の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。第4の実施形態においては、導電性遮蔽板113に接続される電子部品として可変抵抗KTが用いられている。
本発明に係る除電装置110の第4の実施形態によれば、導電性遮蔽板113に可変抵抗KTを接続することにより、付与する電圧の値を制御できるため、環境条件や装置使用時間等の諸条件に合わせて放電ムラを適正に調整することができる。
図8は、本発明に係る除電装置110の第5の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。第5の実施形態においては、導電性遮蔽板113に接続される電子部品としてバリスタVRが用いられている。
本発明に係る除電装置110の第5の実施形態によれば、導電性遮蔽板113にバリスタVRを接続することにより、導電性遮蔽板113の電圧を一定に保つことが容易となり、放電ムラ防止対策の的確な実施が可能となる。
図9は、本発明に係る除電装置110の第6の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。第6の実施形態においては、導電性遮蔽板113に接続される電子部品としてツェナーダイオードZDが用いられている。ツェナーダイオードZDの接続の向きを変えることにより導電性遮蔽板113に付与する電位の極性を変えることができる。
本発明に係る除電装置110の第6の実施形態によれば、導電性遮蔽板113にツェナーダイオードZDを接続することにより、転写ベルト6又は中間転写ベルト401に残留する電荷の極性に応じて極性の異なる電位を付与することができる。即ち、転写ベルト6又は中間転写ベルト401に残留する電荷の極性に応じて対応する極性の電位を導電性遮蔽板113から流出させることにより、残留する電荷の極性がプラス、マイナスのいずれであっても、電荷を的確に除去することができる。
図10は、本発明に係る除電装置110の第7の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。第7の実施形態は第1〜第6の実施形態に類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。第7の実施形態が第1〜第6の実施形態と異なる点は、導電性遮蔽板113の形状である。即ち、導電性遮蔽板113の形状は、第1〜第6の実施形態では平板であったが、第7の実施形態では連続する凹凸曲面を有する波状板材で形成されている点である。
図10において、導電性遮蔽板113を形成する波状板材の凸部又は凹部のピッチは針状電極111の突起部111aのピッチに一致し、波状板材の凹部が突起部111aに対向するように配設されている。
図3で説明したように、導電性遮蔽板113の先端から転写ベルト6又は中間転写ベルト401の表面に接する接線sに対して、針状電極111の突起部111aの先端は内側(図3の下側)に位置する。そのため、導電性遮蔽板113の波状板材の凸部では波状板材の位置が導電性遮蔽板113の突起部111aの先端位置に近くなり、凹部では遠くなる。従って、突起部111aの先端から放電される電流は、針状電極111の突起部111aでは波状板材のより遠い位置にある凹部に遮られて導電性遮蔽板113に流れ易く、転写ベルト6又は中間転写ベルト401に到達するものが少なくなる。一方、突起部111a間の谷部では、電流が波状板材のより近い位置にある凸部を越えて転写ベルト6又は中間転写ベルト401に到達するものが多くなる。即ち、突起部111aの先端から放電される電流は、針状電極111の突起部111aでは導電性遮蔽板113に多く流れ、突起部111a間の谷部では、転写ベルト6又は中間転写ベルト401に多く流れることになる。これにより、針状電極111の突起部111aに起因する放電ムラが緩和される。また、波状板材の波型の高低差の設定値を変えることにより、放電ムラの度合を調整することも可能である。
本発明に係る除電装置110の第7の実施形態によれば、波状板材で形成される導電性遮蔽板113を用いることにより、簡単な構成で放電ムラを緩和することができる。
図11は、本発明に係る除電装置110の第8の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。第8の実施形態は第7の実施形態に類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。第8の実施形態が第7の実施形態と異なる点は、導電性遮蔽板113の構成である。即ち、導電性遮蔽板113の構成は、第7の実施形態では波状板材であったが、第8の実施形態では平板に高抵抗の材料が波状に塗布又は貼り付けされている(図11の黒塗り部)点である。更に、波状の曲線の凸部又は凹部のピッチは針状電極111の突起部111aのピッチに一致し、波状曲線の凹部は針状電極111の突起部111aに対向するように形成されている。従って、第7の実施形態と同様に、突起部111aの先端から放電される電流は、針状電極111の突起部111aでは導電性遮蔽板113に多く流れ、突起部111a間の谷部では、転写ベルト6又は中間転写ベルト401に多く流れることになる。これにより、針状電極111の突起部111aに起因する放電ムラが緩和される。
本発明に係る除電装置110の第8の実施形態によれば、波状に塗布又は貼り付けされた板材で形成される導電性遮蔽板113を用いることにより、簡単な構成で放電ムラを緩和することができる。
次に、本発明に係る除電装置110の針状電極111の突起部111a、絶縁性ホルダ112の先端部112b、及び導電性遮蔽板113の先端部の位置関係について図12を用いて説明する。
図12は、本発明に係る除電装置110の針状電極111、絶縁性ホルダ112、及び導電性遮蔽板113の位置関係を説明するための部分断面図である。転写ベルト6又は中間転写ベルト401に対する針状電極111、絶縁性ホルダ112、及び導電性遮蔽板113の位置関係については、図3で説明済みのため説明は省略する。
符号のaは、針状電極111の先端と、絶縁性ホルダ112の先端部112bとを最短距離で結ぶ直線を表し、符号のQは、直線aが導電性遮蔽板113表面と交叉する任意の点を表す。また、符号のLは、針状電極111の先端と直線aが導電性遮蔽板113に交叉する点Qとの最短空間距離を表す。更に、符号のdは、絶縁性ホルダ112のカバー部112aの先端部112bと導電性遮蔽板113の表面とのホルダ・遮蔽板間隔を表す。なお、直線aの延長線は、必ず導電性遮蔽板113上で交叉する(交叉する点Qにて)ように、針状電極111、絶縁性ホルダ112、及び導電性遮蔽板113の位置及び長さが設定されている。また、針状電極111、絶縁性ホルダ112、及び導電性遮蔽板113の厚み方向における位置関係は、互いに後述する間隙をもって離間している。
図12において、針状電極111の先端位置は、絶縁性ホルダ112のカバー部112aの先端位置より突出しない位置に配設されている。また、導電性遮蔽板113には、絶縁性ホルダ112のカバー部112aにより覆われる非露出部の領域と、露出する露出部の領域とがある。針状電極111により形成される図示しない電界は、導電性遮蔽板113における、直線aが導電性遮蔽板113に交叉する点Qの近傍から導電性遮蔽板113の先端までのカバー部112aから露出する露出部の領域に向けて形成される。
本発明者らは、実験を通して、最短空間距離L、及びホルダ・遮蔽板間隔dの値を適正に設定することにより、樹脂製の中間転写ベルト又は転写ベルトを用いている除電装置において、針状電極による放電ムラの影響を防止できることを把握した。具体的には、最短空間距離Lの値を1.5〜5.5mm、ホルダ・遮蔽板間隔dの値を0.3〜2.0mmに設定することにより、転写ベルト6又は中間転写ベルト401やベルトを巻回するローラに放電ムラによる影響を生じさせないことを確認した。ここでの放電ムラによる影響とは、ベルトに対する樹脂材のポリマー鎖の切れによるスジ状の傷の発生、及び、ベルトを巻回するローラに対する樹脂コート層の剥がれをいう。
1、403 感光体ドラム(像形成体)
6 転写ベルト(記録媒体担持体)
401 中間転写ベルト(記録媒体担持体)
a 直線
d ホルダ・遮蔽板間隔
L 最短空間距離
P 記録紙
Q 直線aが交叉する点
T 抵抗
s 接線
61、62 支持ローラ
63 バックアップローラ
D1 針状電極用電源
D2 遮蔽板用電源
KT 可変抵抗
VR バリスタ
ZD ツェナーダイオード
100 モノクロ画像形成装置
110 除電装置
111 針状電極
111a 突起部
112 絶縁性ホルダ
112a カバー部
112b 先端部
112c 隔壁部
113 導電性遮蔽板
400 カラー画像形成装置
401 中間転写ベルト
401a 駆動ローラ
401b 従動ローラ
410 除電電極
412 クリーニング装置

Claims (13)

  1. 画像形成装置が有する像担持体又は記録媒体担持体を除電するための除電装置であって、
    複数の不連続な放電点としての突起部を有する針状電極、
    前記針状電極を保持する絶縁性ホルダ、
    前記針状電極に電圧を印加する針状電極用電源、及び、
    前記針状電極と、前記像担持体又は前記記録媒体担持体との間に配設される導電性を有する遮蔽部材、を有することを特徴とする除電装置。
  2. 前記遮蔽部材が接地されていることを特徴とする請求項1に記載の除電装置。
  3. 前記遮蔽部材には該遮蔽部材に電位を付与する遮蔽部材用電源が接続されていることを特徴とする請求項1に記載の除電装置。
  4. 前記遮蔽部材には該遮蔽部材に流れる電流を制御する電子部品が接続されていることを特徴とする請求項1に記載の除電装置。
  5. 前記電子部品は、抵抗、可変抵抗、バリスタ、又はツェナーダイオードであることを特徴とする請求項4に記載の除電装置。
  6. 前記遮蔽部材は、前記針状電極により形成される電界内に露出される領域としての露出部と、前記絶縁性ホルダにより覆われる領域としての非露出部と、を有し、前記像担持体又は前記記録媒体担持体としての転写ベルト又は記録媒体搬送ベルトを懸架する複数の懸架ローラのいずれか1つの懸架ローラに対向する位置に前記転写ベルト又は前記記録媒体搬送ベルトを介して対峙し、
    前記絶縁性ホルダは、前記非露出部を覆うカバー部を有し、前記針状電極を該針状電極の突起部の先端が前記カバー部の先端より突出しない位置に配設されるように保持するとともに、
    前記針状電極と、前記絶縁性ホルダの前記カバー部と、前記遮蔽部材とは、厚み方向において、互いに間隙をもって対峙しており、
    前記針状電極の突起部の先端と前記カバー部の先端とを結ぶ線の延長線が、前記遮蔽部材の前記露出部の領域内に当接するように、前記針状電極、前記絶縁性ホルダ、及び前記遮蔽部材の位置と長さが設定されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の除電装置。
  7. 前記針状電極の先端から前記遮蔽部材の表面までの最短空間距離が1.5〜5.5mm、
    前記カバー部と前記遮蔽部材の表面との間隔としてのホルダ・遮蔽板間隔が0.3〜2.0mmに設定されていることを特徴とする請求項6に記載の除電装置。
  8. 前記遮蔽部材の先端を通り前記像担持体又は記録媒体担持体の表面に接する接線に対し、
    前記針状電極の突起部の先端と前記絶縁性ホルダの前記カバー部とは、ともに前記接線より前記像担持体又は記録媒体担持体が配設されている側の領域に位置するように構成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の除電装置。
  9. 前記遮蔽部材は先端が連続する凹凸曲面を有する波状板材からなり、前記波状板材の凸部又は凹部のピッチは前記針状電極の突起部のピッチに一致し、前記波状板材の凹部が前記針状電極の突起部に対向するように配設されていることを特徴とする請求項8に記載の除電装置。
  10. 前記遮蔽部材は、前記針状電極の突起部に対向する位置から前記遮蔽部材の先端部の領域に、前記遮蔽部材より高抵抗の材料の塗布又は貼り付けを行い、前記高抵抗の材料は、前記針状電極の突起部に対向する側の端部が連続する波状の曲線を形成し、前記波状の曲線の凸部又は凹部のピッチは前記針状電極の突起部のピッチに一致し、前記波状曲線の凹部が前記針状電極の突起部に対向するように形成されていることを特徴とする請求項8に記載の除電装置。
  11. 前記像担持体又は記録媒体担持体が、単層の樹脂製ベルト、又は表面を樹脂材料で被覆された樹脂コートベルトからなる転写ベルト又は記録媒体搬送ベルトであることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の除電装置。
  12. 前記転写ベルト又は前記記録媒体搬送ベルトは複数の懸架ローラにより懸架され、前記複数の懸架ローラの内の少なくとも1つは、導電性の芯金を有し、前記芯金に直接又は弾性層を挟んで、最外層部に導電性を有する樹脂コート層が形成されていることを特徴とする請求項11に記載の除電装置。
  13. 請求項1から12のいずれか1項に記載の除電装置と、像担持体又は記録媒体担持体とを有していることを特徴とする画像形成装置。
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