JP2019113679A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体と除電部材との間の微小放電を発生させずに記録媒体の残留電荷を除去可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体と、転写部と、定着部と、記録媒体搬送路と、除電部材と、を備える。像担持体は、トナー像を担持する。転写部は、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する。定着部は、転写部によって転写されたトナー像を記録媒体上に定着する。記録媒体搬送路は、転写部から定着部に搬送される記録媒体が通過する。除電部材は、記録媒体搬送路に記録媒体の搬送方向に沿って記録媒体と非接触となるように複数配置される。記録媒体の搬送方向に対し下流側に配置される除電部材は、上流側に配置される除電部材に比べて電荷容量が大きい。【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、転写部において像担持体上のトナー像が転写された用紙等の記録媒体を定着部に搬送する搬送ガイドを備えた画像形成装置に関するものである。

コピー機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式を用いる画像形成装置においては、主に粉末の現像剤（トナー）が使用され、感光体ドラム（像担持体）表面の感光層を帯電装置によって所定の表面電位（トナーの帯電極性と同極性）に帯電させた後、露光装置によって感光体ドラム上に静電潜像を形成する。そして、形成された静電潜像を現像装置内のトナーによって可視化し、そのトナー像を感光体ドラムに対向する転写部を通過する用紙（記録媒体）上に転写した後、定着部で定着処理を行うプロセスが一般的である。

また、転写部から定着部に至る用紙搬送路に金属製の搬送ガイドを配置し、搬送ガイドに用紙を引き寄せながら搬送することで用紙の挙動を安定させる構成が知られている。この構成においては、トナー像を転写した後の用紙に残留電荷が多く残存していると、金属製の搬送ガイドとの間で微小放電が発生することがある。その結果、用紙上の未定着トナーが飛散してトナー像に乱れが発生するおそれがあった。また、飛散した未定着トナーが搬送ガイドや定着部材に付着し、後続の用紙に再付着して用紙汚れが発生するという問題点もあった。

そこで、特許文献１には、トナー像が転写された転写材を適度に除電するために、転写手段の転写材搬送方向下流側に除電手段を設けるとともに、除電手段の転写材搬送方向下流側に導電性繊維部材を配置した画像形成装置が開示されている。

特開２００４−２８４７２３号公報

しかしながら、トナー像が転写された用紙の除電効果を求めすぎると、今度は用紙と除電部材や導電シートとの間で微小放電が発生し、画像劣化を発生させるという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、記録媒体と除電部材との間の微小放電を発生させずに記録媒体の残留電荷を除去可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、像担持体と、転写部と、定着部と、記録媒体搬送路と、除電部材と、を備えた画像形成装置である。像担持体は、トナー像を担持する。転写部は、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する。定着部は、転写部によって転写されたトナー像を記録媒体上に定着する。記録媒体搬送路は、転写部から定着部に搬送される記録媒体が通過する。除電部材は、記録媒体搬送路に記録媒体の搬送方向に沿って記録媒体と非接触となるように複数配置される。記録媒体の搬送方向に対し下流側に配置される除電部材は、上流側に配置される除電部材に比べて電荷容量が大きい。

本発明の第１の構成によれば、転写部においてトナー像が転写された記録媒体は、記録媒体の搬送方向に対し上流側に設けられた電荷容量の小さい除電部材に接近することにより、トナー像の乱れを発生させることなく記録媒体の残留電荷をある程度除去することができる。その後、記録媒体が搬送方向に対し下流側に設けられた電荷容量の大きい除電部材に接近することにより、記録媒体の残留電荷を十分に除電することができる。また、下流側の除電部材に記録媒体が到達するときには上流側の除電部材によって記録媒体の残留電荷がある程度除電されているため、電荷容量の大きい下流側の除電部材と記録媒体との間での微小放電の発生を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成を示す概略断面図 第１実施形態の画像形成装置１００における用紙搬送路１１、反転搬送路１７周辺の部分断面図 第１実施形態の画像形成装置１００の搬送ユニット２３に配置される第１搬送ガイド３０および第２搬送ガイド３１周辺を画像形成装置１００の正面側から見た斜視図 第１実施形態の画像形成装置１００における第１搬送ガイド３０および第２搬送ガイド３１周辺の断面拡大図 第１実施形態の画像形成装置１００の変形例であって、バリスタ４３を介してガイド板３０ａを接地した構成を示す第１搬送ガイド３０および第２搬送ガイド３１周辺の断面拡大図 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置１００における第１搬送ガイド３０および第２搬送ガイド３１周辺の断面拡大図 図６における第１除電シート３３および第２除電シート３５の拡大図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成を示す概略図である。画像形成装置（例えばモノクロプリンター）１００本体内には、帯電、露光、現像及び転写の各工程によりモノクロ画像を形成する画像形成部Ｐが配設されている。

画像形成部Ｐには、感光体ドラム１の回転方向（図１の反時計回り方向）に沿って、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写ローラー５、クリーニング装置６、及び除電装置７が配設されている。画像形成部Ｐでは、感光体ドラム１を図１において反時計回り方向に回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。

感光体ドラム１は、例えばアルミニウム製のドラム素管の外周面に感光層が積層されたものである。本実施形態では、感光層として高硬度で耐久性に優れたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光層を用いている。感光層はアモルファスシリコン感光層に限らず、有機感光層（ＯＰＣ）を用いてもよい。

帯電装置２は、感光体ドラム１の感光層を均一に帯電させる。本実施形態では、帯電ローラーと感光体ドラム１とを接触させ、接触部近傍に生じる電界によって放電するローラー帯電方式の帯電装置が用いられる。帯電装置２はこれに限らず、コロナワイヤーを用いたスコロトロン帯電方式を用いてもよい。

露光装置３は、画像データに基づいて光ビームを感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の感光層の表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。現像装置４は、静電潜像にトナーを付着させてトナー像に現像する。現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ８から行われる。

転写ローラー５は、感光体ドラム１との接触位置において転写ニップ部Ｎ（図４参照）を形成する。転写ローラー５に転写電圧電源（図示せず）から負極性（トナーと逆極性）の電圧を印加することで、用紙が転写ニップ部Ｎを通過する際に、感光体ドラム１上に形成されたトナー像が負極性の電荷を注入された転写ローラー５側に引き付けられて用紙上に転写される。

クリーニング装置６は、トナー像が用紙に転写された後に、感光体ドラム１の表面の残留トナーを除去する。除電装置７は、感光体ドラム１の表面に除電光を照射して残留電荷を除去する。

印字動作を行う場合、パーソナルコンピューター等の上位装置から送信された画像データを画像信号に変換する。一方、画像形成部Ｐにおいて、帯電装置２により図中の反時計回り方向に回転する感光体ドラム１が均一に帯電され、画像信号に基づいて露光装置３が感光体ドラム１上に光ビームを照射することで、その画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム１表面に形成する。その後、現像装置４の現像ローラーに担持されたトナーを静電潜像に付着させてトナー像を形成する。

上記のようにトナー像が形成された画像形成部Ｐに向けて、用紙収容部１０から用紙が用紙搬送路１１及びレジストローラー対１３を経由して所定のタイミングで搬送され、感光体ドラム１と転写ローラー５とのニップ部Ｎにおいて感光体ドラム１表面のトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１から分離され、定着部９に搬送されて加熱及び加圧されることで用紙にトナー像が定着される。定着部９を通過した用紙は、用紙搬送路１１の分岐部に配置された分岐ガイド１６によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、反転搬送路１７に送られて両面印字された後に）、排出ローラー対１４を介して用紙排出部１５に排出される。

図２は、第１実施形態の画像形成装置１００における用紙搬送路１１、反転搬送路１７周辺の部分断面図である。側面カバー２０は、画像形成装置１００の側面１０２を構成し、画像形成装置１００本体の下方に設けられた支点２０ａに回動可能に支持されている。側面カバー３３の側端縁にはフック２１が設けられている。フック２１は、画像形成装置１００本体の正面側フレーム及び背面側フレームに設けられた係合ピン（図示せず）に係合することにより側面カバー２０を閉状態に保持する。側面カバー２０の内側面は反転搬送路１７の一方の搬送面を構成している。

側面カバー２０の内側には搬送ユニット２３が配置されている。搬送ユニット２３は支軸２３ａを中心として画像形成装置１００本体に回動可能に支持されており、反転搬送路１７と用紙搬送路１１の搬送面の一部を構成する。反転搬送路１７は、側面カバー２０の内側面と搬送ユニット２３の外側面との間で画像形成装置１００の側面１０２に沿って上下方向に延び、略Ｃ字状に湾曲して用紙搬送路１１に合流する構造となっている。搬送ユニット２３の内側面には、用紙の搬送方向上流側（図２の下側）から順に、レジストローラー対１３を構成する片側のローラー１３ｂ、転写ローラー５が付設されている。

画像形成装置１００に対し側面カバー２０のみを開方向に回動させることにより、反転搬送路１７が広範囲に露出する。また、側面カバー２０を搬送ユニット２３と共に開方向に回動させることにより、搬送ユニット２３が画像形成装置１００本体側から離間して用紙搬送路１１が広範囲に露出する。一方、側面カバー２０を搬送ユニット２３と共に閉方向に回動させることにより、搬送ユニット２３が画像形成装置１００本体側に当接して転写ローラー５が感光体ドラム１に押圧される。

図３は、第１実施形態の画像形成装置１００の搬送ユニット２３に配置される第１搬送ガイド３０および第２搬送ガイド３１周辺を画像形成装置１００の正面側から見た斜視図であり、図４は、第１実施形態の画像形成装置１００における第１搬送ガイド３０および第２搬送ガイド３１周辺の断面拡大図である。図３および図４に示すように、搬送ユニット２３には第１搬送ガイド３０と第２搬送ガイド３１とが配置されている。第１搬送ガイド３０および第２搬送ガイド３１は、転写ローラー５の下流側の用紙搬送路１１において転写ニップ部Ｎを通過した用紙をガイドして定着部９に案内する。

第１搬送ガイド３０は、金属板を所定の形状に折り曲げて形成されるガイド板３０ａと、ガイド板３０ａの表面から突出するように配置される樹脂製のガイドリブ３０ｂとを有する。ガイド板３０ａは、メガオーム（１０^６Ω）単位の抵抗値を有する抵抗器３７（ハイメグ抵抗）を介してグランドに接地（アース）されている。

ガイドリブ３０ｂは、用紙搬送方向と直交する用紙幅方向（図４の紙面と垂直な方向）に所定の間隔を隔てて複数配置されている。ガイドリブ３０ｂに沿って用紙が搬送されることで、用紙とガイド板３０ａとが非接触状態に維持される。

第２搬送ガイド３１は樹脂により形成されており、転写ローラー５と第１搬送ガイド３０の間に配置されている。

前述したように、転写ニップ部Ｎにおいてトナー像が転写された用紙に残留電荷が多く残存していると、金属製のガイド板３０ａとの間で微小放電が発生することがある。そこで、ガイド板３０ａに用紙の残留電荷を除去する第１除電シート３３が貼り付けられている。

第１除電シート３３は、用紙搬送方向に対し第１搬送ガイド３０の上流側（図３、図４の下側）に、各ガイドリブ３０ｂの隙間を埋めるように第１搬送ガイド３０の幅方向（図４の紙面と垂直な方向）の全域に亘って貼り付けられている。第１搬送ガイド３０（ガイド板３０ａ）と第１除電シート３３とで本実施形態に用いられる第１除電部材４０が構成される。第１除電シート３３の材質としては、導電性の不織布等が用いられる。

しかし、第１除電部材４０による用紙の除電効果が強すぎると、用紙が第１除電部材４０を通過する際に用紙と第１除電シート３３との間で微小放電が発生し、画像劣化を発生させる。また、用紙の搬送状態のばらつきによって用紙と第１除電シート３３との距離が変化すると、用紙と第１除電シート３３との間で微小放電が発生する可能性が高くなる。

その結果、用紙上の未定着トナーが飛散してトナー像に乱れが発生するおそれがある。また、飛散した未定着トナーが第１搬送ガイド３０、第２搬送ガイド３１や定着部９の定着部材に付着し、後続の用紙に再付着して用紙汚れが発生するおそれがある。

そこで本実施形態では、ガイド板３０ａに貼り付けられる第１除電シート３３に加えて、樹脂製の第２搬送ガイド３１に第２除電シート３５を貼り付けている。第２搬送ガイド３１と第２除電シート３５とで本実施形態に用いられる第２除電部材４１が構成される。第２除電シート３５は、第２搬送ガイド３１を通過する用紙に非接触となるように第２搬送ガイド３１の幅方向全域に亘って貼り付けられている。第２除電シート３５の材質としては、第１除電シート３３と同様に導電性の不織布等が用いられる。

転写ニップ部Ｎにおいてトナー像が転写された用紙は、用紙搬送方向に対し上流側の第２除電シート３５（第２除電部材４１）に接近する。第２除電シート３５は樹脂製の第２搬送ガイド３１に貼り付けられているため、第２除電部材４１の電荷容量は第２除電シート３５自体の電荷容量のみである。そのため、第１除電部材４０に比べて電荷容量が小さく、トナー像の乱れを発生させることなく用紙の残留電荷をある程度除去することができる。

第２除電シート３５（第２除電部材４１）を通過した用紙は、用紙搬送方向に対し下流側に貼り付けられた第１除電シート３３（第１除電部材４０）に接近する。第１除電シート３３は金属製のガイド板３０ａに貼り付けられているため、第１除電部材４０は第２除電部材４１に比べて電荷容量が大きく、除電効果は大きくなる。また、第１除電シート３３に用紙が到達するときには第２除電シート３５（第２除電部材４１）によって用紙の残留電荷がある程度除電されている。これにより、金属製のガイド板３０ａに貼り付けられた第１除電シート３３と用紙との間での微小放電の発生を抑制することができる。

さらに、ガイド板３０ａは高抵抗（１０^６Ω以上）の抵抗器３７を介して接地されているため、ガイド板３０ａからグランドに電流が流れにくくなっている。その結果、第１除電シート３３と用紙との間での微小放電をより効果的に抑制することができる。

また、ここでは高抵抗（１０^６Ω以上）の抵抗器３７を介してガイド板３０ａを接地しているが、図５に示すように、抵抗器３７に代えてバリスタ（varistor）４３を用いることもできる。バリスタ４３は、２つの電極をもつ電子部品であり、両端子間の電圧が低い場合には電気抵抗が高いが、電圧がある程度以上に高くなると急激に電気抵抗が低くなる性質を有する。バリスタ４３を介してガイド板３０ａを接地することで、抵抗器３７の場合と同様にガイド板３０ａからグランドに電流が流れにくくなるため、第１除電シート３３と用紙との間での微小放電を効果的に抑制することができる。

なお、第２除電シート３５は樹脂製の第２搬送ガイド３１に貼り付けられているため、第２除電シート３５と用紙との間で微小放電が発生するおそれはない。

また、第２除電シート３５は、用紙の残留電荷を除去するのみでなく、非導電性である樹脂製の第２搬送ガイド３１に蓄積された電荷を自己放電によって逃がす機能も兼ね備えている。従って、樹脂製の第２搬送ガイド３１の過剰な帯電によるトナー像の乱れや用紙の搬送状態のばらつきを解消する効果も有する。

図６は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置１００における第１搬送ガイド３０および第２搬送ガイド３１周辺の断面拡大図であり、図７は、図６における第１除電シート３３および第２除電シート３５の拡大図である。本実施形態では、金属製のガイド板３０ａに貼り付けられる除電シートを、第１除電シート３３と、用紙搬送方向に対し第１除電シート３３の上流側に貼り付けられる第２除電シート３５とに分割している。第１除電シート３３および第２除電シート３５の材質やガイド板３０ａの接地構造は図４および図５に示した第１実施形態と同様である。

図７に示すように、第１除電シート３３は導電性の両面テープ４７ａを用いて第１搬送ガイド３０に貼り付けられている。第２除電シート３５は絶縁性の両面テープ４７ｂを用いて第１搬送ガイド３０に貼り付けられている。第１除電シート３３と導電性の両面テープ４７ａとで本実施形態に用いられる第１除電部材４０が構成される。また、第２除電シート３５と絶縁性の両面テープ４７ｂとで本実施形態に用いられる第２除電部材４１が構成される。

転写ニップ部Ｎにおいてトナー像が転写された用紙は、用紙搬送方向に対し上流側に貼り付けられた第２除電シート３５（第２除電部材４１）に接近する。第２除電シート３５はガイド板３０ａに対して絶縁状態で貼り付けられているため、第２除電部材４１の電荷容量は第２除電シート３５自体の電荷容量のみである。そのため、第１除電部材４０に比べて電荷容量が小さく、トナー像の乱れを発生させることなく用紙の残留電荷をある程度除去することができる。

第２除電シート３５（第２除電部材４１）を通過した用紙は、用紙搬送方向に対し下流側に貼り付けられた第１除電シート３３（第１除電部材４０）に接近する。第１除電シート３３はガイド板３０ａに対して導通状態で貼り付けられているため、第１除電部材４０は第２除電部材４１に比べて電荷容量が大きく、除電効果は大きくなる。また、用紙は第２除電部材４１によって残留電荷がある程度除電されているため、第１除電シート３３と用紙との間での微小放電の発生を抑制することができる。

その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では、感光体ドラム１上に形成されたトナー像を用紙に直接転写する直接転写方式において、第１除電部材４０および第２除電部材４１による用紙の残留電荷を除去する方法について説明したが、複数の感光体ドラム上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト上に一次転写してフルカラー画像とした後、中間転写ベルト上に形成されたフルカラー画像を用紙に二次転写する中間転写方式においても、第１除電部材４０および第２除電部材４１を用いてトナー像が転写された用紙の残留電荷を除去することができる。

また、上記各実施形態では、導電性の不織布等からなる第１除電シート３３、第２除電シート３５を第１搬送ガイド３０または第２搬送ガイド３１に貼り付けて第１除電部材４０、第２除電部材４１を形成しているが、用紙搬送方向に対し下流側に配置される除電部材が上流側に配置される除電部材に比べて電荷容量が大きくなるように、３枚以上の除電シートを第１搬送ガイド３０または第２搬送ガイド３１に貼り付けても良い。

さらに、本発明の画像形成装置としては、図１に示したようなモノクロプリンターに限らず、モノクロ及びカラー複写機、デジタル複合機、カラープリンター、ファクシミリ等の、転写部から定着部へ搬送される用紙の搬送ガイドを備えた他の画像形成装置であっても良い。

本発明は、像担持体上のトナー像が転写された用紙等の記録媒体を定着部に搬送する搬送ガイドを備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、記録媒体と除電部材との間の微小放電を発生させずに記録媒体の残留電荷を除去可能な画像形成装置を提供することができる。

１ 感光体ドラム（像担持体）
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 転写ローラー（転写部）
６ クリーニング装置
９ 定着部
１１ 用紙搬送路（記録媒体搬送路）
３０ 第１搬送ガイド
３０ａ ガイド板
３０ｂ ガイドリブ
３１ 第２搬送ガイド
３３ 第１除電シート
３５ 第２除電シート
３７ 抵抗器
４０ 第１除電部材
４１ 第２除電部材
４３ バリスタ
４７ａ 両面テープ（絶縁性部材）
４７ｂ 両面テープ（導電性部材）
１００ 画像形成装置
Ｎ 転写ニップ部

Claims (9)

1. トナー像を担持する像担持体と、
   前記像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写部と、
   前記転写部によって転写されたトナー像を前記記録媒体上に定着する定着部と、
   前記転写部から前記定着部に搬送される前記記録媒体が通過する記録媒体搬送路と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記記録媒体搬送路には、前記記録媒体の搬送方向に沿って複数の除電部材が前記記録媒体と非接触となるように配置されており、
   前記記録媒体の搬送方向に対し下流側に配置される前記除電部材は、上流側に配置される前記除電部材に比べて電荷容量が大きいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録媒体搬送路は、
   導電性材料で形成された第１搬送ガイドと、
   前記記録媒体の搬送方向に対し前記第１搬送ガイドの上流側に配置され、非導電性材料で形成された第２搬送ガイドと、
   を有し、
   前記除電部材は、
   前記第１搬送ガイドと、前記第１搬送ガイドに貼り付けられる第１除電シートと、で構成される第１除電部材と、
   前記第２搬送ガイドと、前記第２搬送ガイドに貼り付けられる第２除電シートと、で構成される第２除電部材と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１搬送ガイドは、金属製のガイド板と、前記ガイド板の表面から突出するように配置される樹脂製のガイドリブとを有し、
   前記第１除電シートは、前記記録媒体の搬送方向に対し前記ガイド板の上流側端部に貼り付けられることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１搬送ガイドは、メガオーム単位の抵抗値を有する抵抗器を介して接地されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１搬送ガイドは、電圧が所定値以上になると電気抵抗が低くなる性質を有する電子部品を介して接地されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記記録媒体搬送路は、導電性材料で形成された搬送ガイドを有し、
   前記除電部材は、
   前記搬送ガイドに貼り付けられる第１除電シートと、前記第１除電シートと前記搬送ガイドとの間に介在する導電性部材と、で構成される第１除電部材と、
   前記記録媒体の搬送方向に対し前記第１除電シートの上流側において前記搬送ガイドに貼り付けられる第２除電シートと、前記第２除電シートと前記搬送ガイドとの間に介在する絶縁性部材と、で構成される第２除電部材と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記搬送ガイドは、金属製のガイド板と、前記ガイド板の表面から突出するように配置される樹脂製のガイドリブとを有し、
   前記第１除電シートは前記導電性部材を介して前記ガイド板に貼り付けられており、前記第２除電シートは前記絶縁性部材を介して前記ガイド板に貼り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記搬送ガイドは、メガオーム単位の抵抗値を有する抵抗器を介して接地されていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記搬送ガイドは、電圧が所定値以上になると電気抵抗が低くなる性質を有する電子部品を介して接地されていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の画像形成装置。

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