JP3577193B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、さらに詳しくは転写後の転写材を除電し、像担持体から転写材を分離するための静電分離手段を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
像担持体の表面に形成されたトナー像を転写ローラ等の転写手段で紙を主とする転写材に転写した後、該転写材を像担持体から分離するように構成された画像形成装置が知られている。そのような転写手段により像担持体上のトナー像を転写材に転写するとき、該転写材には電荷が与えられるようになっていて、像担持体と転写材との間には静電吸着力が作用して密着しているため、転写材を像担持体から分離させる分離手段を転写手段の後ろ、すなわち転写手段における転写材搬送方向の下流側近傍に設ける必要がある。近年、分離手段においては、転写時とは反対極性の電荷を転写材に与えて転写材の除電を行うことで、像担持体との吸着作用を除き、転写材を像担持体から分離させるような静電分離手段が数多く採用されるようになってきている。静電分離手段は、転写材上の不安定なトナー像を乱さないように構成し配置する必要があり、このようなものとして構成が簡単で如何なる事態にも転写材を常に良好に除電できる除電分離手段を備えた技術が提案されてきている（例えば特公平５−３２７５１号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術等においては、除電分離手段は転写材上の不安定なトナー像を乱さないように構成し配置する必要があり、また近年、画像形成装置が小型化していく中で、いかに除電分離手段を省スペースで設け、転写材上のトナー像を乱すことなく、転写材を除電するかという点では改良すべき課題が残されている。
【０００４】
一方、転写手段によって像担持体上のトナー像を転写材に転写した直後においては、転写材は転写手段より与えられた電荷を保持している。これによって、転写材上のトナー像のある画像部とトナー像のない非画像部との間に電位差が生じ、トナー像が乱れやすい傾向にある。したがって、転写後すぐに転写材を除電する必要があり、ここでもやはり除電分離手段の構成および配置が大きな課題となっている。
【０００５】
したがって、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、除電針からの放電が転写ローラにまわり込むことなく効率よく転写材を除電できる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、像担持体上の現像画像を静電的に転写材に転写する転写ローラと、転写後の該転写材を除電して前記像担持体から分離するための複数の放電尖端を有する除電分離手段と、該除電分離手段を保持する除電支持部材とを具備し、前記除電分離手段の前記放電尖端を含む先端部を、前記像担持体と前記転写ローラとの接触面に近づく様に屈曲させ、前記除電分離手段と前記転写ローラとの間に前記除電支持部材と一体の隔壁を設けた画像形成装置において、前記像担持体と前記転写ローラとの接点を通る前記像担持体の軸心と前記転写ローラの軸心とを結んだ垂線と、前記除電分離手段の前記像担持体側先端と前記隔壁の前記像担持体側隔壁先端とを通る半直線との交わる交点が、前記接点よりも前記像担持体側にあることを特徴とする。
【０００９】
像担持体としては、ドラム状の感光体あるいはベルト状の感光体であってもよい。また、転写手段としては、転写ローラの他、例えば帯電線とこれを囲むように配された導電性材料からなるシールドとから構成される周知の転写帯電器（より詳細には特公平５−３２７５１号公報の第１図および第３図に示されている転写帯電器５）等であってもよい。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記隔壁を、前記除電分離手段の先端部と平行に前記軸線方向に延在して設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記除電分離手段の前記像担持体側先端と前記隔壁の前記像担持体側隔壁先端との間における、前記隔壁の前記像担持体側の隔壁先端部と平行な方向の距離をａ（ｍｍ）とし、前記除電分離手段に印加する電圧をＶ（ｋＶ）とするとき、ａ＞｜Ｖ｜の関係が成り立つように前記距離および前記電圧を設定したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、像担持体上の現像画像を静電的に転写材に転写する転写ローラと、転写後の該転写材を除電して前記像担持体から分離するための複数の放電尖端を有する除電分離手段と、該除電分離手段を保持する除電支持部材とを具備し、前記除電分離手段の前記放電尖端を含む先端部を、前記像担持体と前記転写ローラとの接触面に近づく様に屈曲させ、前記除電分離手段と前記転写ローラとの間に前記除電支持部材と一体の隔壁を、前記除電分離手段の先端部と平行に前記軸線方向に延在して設けた画像形成装置において、前記除電分離手段の前記像担持体側先端と前記隔壁の前記像担持体側隔壁先端との間における、前記隔壁の前記像担持体側の隔壁先端部と平行な方向の距離をａ（ｍｍ）とし、前記除電分離手段に印加する電圧をＶ（ｋＶ）とするとき、ａ＞｜Ｖ｜の関係が成り立つように前記距離および前記電圧を設定したことを特徴とする。
【００１５】
請求項１ないし４記載の発明において、除電分離手段としては、放電尖端が鋸歯の歯先に相当する多数の放電尖端を備えた鋸歯薄板状の除電針が好ましく用いられるが、これに限らず、１本ずつ分離した除電針であっても勿論よい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を実施例を含めて詳細に説明する。各発明の実施の形態（以下単に「実施の形態」という）に亘り、同一の機能および形状等を有する構成要素については、同一符号を付すことによりその説明を省略する。
まず、本発明を適用する画像形成装置について説明する。図６には、本発明を適用する従来の画像形成装置における作像ユニット２と転写ユニット３とを正面側から見たときの拡大断面図が示されている。この画像形成装置は、同図に示すように、作像ユニット２と転写ユニット３とを具備している。
【００１７】
作像ユニット２はユニットケース４を有しており、このユニットケース４の内部には、像担持体の一例としてのドラム状の感光体５と、帯電装置の一例としての停電ローラ６とがそれぞれ回転自在に組付けられている。
【００１８】
感光体５は、画像形成時に図示を省略した駆動装置によって図中矢印で示す時計回りに回転駆動され、このとき除電Ｌ１によって感光体５の表面が基準電位に除電される。帯電ローラ６は、感光体５の表面に圧接しながら従動回転し、感光体５の表面を所定の極性に一様に帯電する。このように帯電された感光体５の表面部分には、原稿（図示せず）からの光像または光変調されたレーザＬ２が照射され、これによって感光体５上に所定の静電潜像が形成される。
【００１９】
ユニットケース４には、現像装置７を構成する現像ローラ８が回転自在に支持されている。ユニットケース４の一部によって構成された現像ケース９には、現像剤Ｄが収容され、この現像剤Ｄは、図中矢印で示すように反時計回りに回転駆動される現像ローラ８上に担持されて搬送される。このように搬送される現像剤Ｄが、感光体５と現像ローラ８との間に至ったとき、現像剤中のトナーが感光体５に形成された静電潜像に静電的に移行し、その静電潜像がトナー像として可視像化される。
【００２０】
転写ユニット３は、転写装置の一構成例である転写ローラ１１と、除電装置１１２と、これらを後述する態様で保持する保持体１３とを有している。転写ローラ１１は、感光体５上の現像画像としてのトナー像を静電的に転写材としての転写紙Ｐに転写する機能を有し、感光体５の軸線方向と平行に延びている。転写ローラ１１は、バネ４５により感光体５の外周面に圧接接触する向きに付勢されている。
【００２１】
除電装置１１２は、転写後の転写紙Ｐを除電し、感光体５から分離するための複数の放電尖端１１４ａを有する除電分離手段としての除電針１１４と、この除電針１１４を保持する除電支持部材としてのホルダ１１５とを具備している。除電針１１４は、感光体５の軸線方向と平行に延在して設けられていて、側面視山形状をなしている。除電針１１４は、ステンレススチール等の導電性の金属でできている。ホルダ１１５は、合成樹脂製の電気絶縁性材料でできている。除電装置１１２は、取付部材５６により固定して取付けられている。
【００２２】
転写ユニット３は、画像形成動作時に感光体５に対して図６に示す姿勢をとり、このとき転写ローラ１１は感光体５の表面に対向して圧接した作動位置を占め、図中矢印で示すように反時計回りに回転駆動される。
【００２３】
次に、動作を簡単に説明する。
転写紙Ｐが矢印Ａ方向から搬送されてきて転写領域２０を通過するとき、転写ローラ１１に印加された転写電圧の作用によって、感光体５の表面に形成されたトナー像が転写紙Ｐ上に転写される。
【００２４】
一方、除電装置１１２の除電針１１４から感光体５の表面に向けて発生する放電の作用によって、転写紙Ｐは感光体５から分離される。こうして感光体５から分離されて矢印Ｂ方向に搬送される転写紙Ｐは、図示を省略した定着装置を通り、このとき転写紙Ｐ上のトナー像が上記定着装置における熱と圧力によって転写紙Ｐ上に定着される。次いで、この転写紙Ｐは、定着されたトナー像よりなる記録画像の形成されたコピー紙として画像形成装置本体外に排出される。
【００２５】
トナー像転写後に感光体５上に残留しているトナーは、クリーニング装置２３のクリーニング部材２４によって感光体５の表面から除去され、ユニットケース４の一部によって構成されたクリーニングケース２５内に落下する。
【００２６】
上述した画像形成装置は、像担持体の一例である感光体５上に形成されたトナー像を、転写手段の一例である転写ローラ１１により、転写紙Ｐよりなる転写材としての記録媒体に転写して記録画像を得るように構成されている。
【００２７】
（実施の形態１）
次に、図１ないし図３を参照して、本発明に係る画像形成装置を適用した実施の形態１について説明する。図１において、符号１２は実施の形態１における画像形成装置の除電装置を示す。実施の形態１の除電装置１２は、上述した除電装置１１２に対して、除電針１１４に代えて感光体５から分離するための複数の放電尖端１４ａを有する除電分離手段としての除電針１４を有することと、ホルダ１１５に代えて除電針１４を保持する除電支持部材としてのホルダ１５とを具備していることが主に相違する。
【００２８】
除電針１４は、放電尖端１４ａを含む先端部を、放電尖端１４ａが感光体５と転写ローラ１１との接触面の向きとなるように感光体５の軸線５ａと平行に曲げられて形成されており、感光体５の軸線５ａ方向と平行に延在して設けられている。符号１４ｂは、除電針１４における放電尖端１４ａを含む先端部の曲げ部を示す。除電針１４は、側面視でその先端部分が山形状の鋸歯状をなしていて、導電性の金属でできている。除電針１４は、例えばステンレススチール製で０．１ｍｍ程度の薄板材からなるが、図１および図２においてその厚さを拡大誇張して示している。除電針１４は、ホルダ１５の上部中央部に形成された空隙部１５ｄの下部に埋設されている。
【００２９】
ホルダ１５は、電気絶縁性の合成樹脂で実質一体的に形成されている。ホルダ１５の空隙部１５ｄは、除電針１４の曲げ部１４ｂを逃げるためおよび後述する利点を得るために、除電針１４の埋設下部から放電尖端１４ａ側ないし後述する隔壁前１５ｂにおける感光体側隔壁先端１５ａの上部開放端に向けて末広がりに拡開するように形成されている。このようにホルダ１５の空隙部１５ｄを拡開状に形成したことによって、除電分離に要する印加電圧を低くすることができる。
【００３０】
前述したように、転写ローラ１１による転写後の転写紙Ｐ上のトナー像を乱さないようにするために、転写後すぐに転写紙Ｐを除電するのが理想とされている。これを転写ユニット３における除電装置１２の狭いスペースの中で実現させていて、かつ、除電針１４における放電の主行性の強い放電尖端１４ａを含む曲げ部１４ｂで、放電尖端１４ａが感光体５と転写ローラ１１との接触面の向きとなるように感光体５の軸線５ａと平行に曲げているので、転写後すぐに転写紙Ｐを除電することができる。
【００３１】
以下、除電針１４からの放電が転写ローラ１１へまわり込むことなく、効率良く転写紙Ｐを除電することができるようにした除電針１４およびホルダ１５廻りの詳細構成を述べる。
図１および図２において、ホルダ１５の図において右側には、除電針１４と転写ローラ１１との間を仕切り、除電針１４からの放電が転写ローラ１１へまわり込むのを防ぐためのホルダ１５と一体の隔壁前１５ｂが、ホルダ１５の図において左側には、隔壁後１５ｃがそれぞれ形成されている。ホルダ１５の図の紙面手前側および奥側には、側壁１５ｅがそれぞれ形成されている。隔壁前１５ｂは、除電針１４の曲げ部１４ｂの面と平行に感光体５の軸線５ａ方向に延在して設けられている。これにより、除電針１４からの放電が、隔面を伝って転写ローラ１１へまわり込むのを防止している。また、隔壁前１５ｂがホルダ１５と一体成形されているので、コストも安くなる。
【００３２】
感光体５と転写ローラ１１との接点Ｒを通る感光体５の軸心５ｂと転写ローラ１１の軸心１１ｂとを結んだ垂線１７と、除電針１４の感光体側先端１４ｃと隔壁前１５ｂの感光体側隔壁先端１５ａとを通る半直線１８とが交わる交点Ｓが、接点Ｒよりも感光体５側に位置するように各構成部品の位置および形状が決められている。換言すれば、垂線１７の図１において上方向をｙ軸方向とし、感光体５と転写ローラ１１との接点Ｒ（原点Ｏ）を通る共通接線１９の方向をｘ軸方向としたとき、ｙ切片である交点Ｓが接点Ｒよりもｙ軸方向の正領域である上側に位置するように、除電針１４の放電尖端１４ａおよびホルダ１５の隔壁前１５ａ等の各部の詳細位置形状が決められている。この詳細位置形状関係により、除電針１４からの放電が、転写ローラ１１へまわり込むことなく、効率良く転写紙Ｐの除電をすることができる。
【００３３】
さらに、除電針１４の感光体側先端１４ｃと隔壁前１５ｂの感光体側隔壁先端１５ａとの間における、隔壁前１５ｂの感光体５側の隔壁先端部と平行な方向の距離をａ（ｍｍ）とし、除電針１４に印加する電圧をＶ（ｋＶ）とするとき、ａ＞｜Ｖ｜の関係が成り立つように距離ａおよび電圧Ｖを設定している。このような式が成立するように、隔壁前１５ｂ側の形状を決めることにより、さらに、除電針からの放電が転写ローラにまわり込むことなく一層効率よく転写材の除電をすることができる。
【００３４】
（実施の形態２）
図４および図５に、実施の形態２の除電装置１２’を示す。この除電装置１２’は、実施の形態１の除電装置１２における除電針１４に代えて１本ずつ分離した除電針１４’を複数本有することのみ相違する。除電針１４’は、放電尖端１４ａ’を含む先端部を、放電尖端１４ａ’が感光体５と転写ローラ１１との接触面の向きとなるように感光体５の軸線５ａと平行に曲げられて形成されており、感光体５の軸線５ａ方向と平行に列をなして設けられている。符号１４ｂ’は、除電針１４における放電尖端１４ａを含む先端部の曲げ部を示す。除電針１４’は、除電針１４と同様の導電性の金属でできている。
【００３５】
なお、除電針１４’は、上記実施の形態１と同様の位置形状関係をもって感光体５、転写ローラ１１およびホルダ１５に対して配設されており、重複説明を避けるためその説明を省略する。したがって、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の利点が得られることは言うまでもない。
【００３６】
以上述べたとおり、本発明を実施例を含む特定の実施の形態等について説明したが、本発明の構成は、上述した実施の形態等に限定されるものではなく、これらを適宜組合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および目的・用途等に応じて種々の発明の実施の形態や実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、除電分離手段（除電針）からの放電が転写ローラにまわり込むことを確実に防げるとともに、効率よく転写材を除電することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した実施の形態１を示す画像形成装置の要部の正断面図である。
【図２】図１の画像形成装置の要部をさらに拡大して示す正断面図である。
【図３】図１の画像形成装置の要部をさらに拡大して示す側面図である。
【図４】実施の形態２を示す画像形成装置の要部の拡大正断面図である。
【図５】図４の画像形成装置の要部を拡大して示す側面図である。
【図６】本発明を適用する画像形成装置の要部構成を示す正断面図である。
【符号の説明】
５ 像担持体としての感光体
５ａ 感光体の軸線
５ｂ 感光体の軸心
１１ 転写手段としての転写ローラ
１１ｂ 転写ローラの軸心
１２，１２’ 除電装置
１４，１４’ 除電分離手段としての除電針
１４ａ，１４ａ’ 放電尖端
１４ｂ，１４ｂ’ 除電針の先端部の曲げ部
１５ 除電支持部材としてのホルダ
１５ａ 感光体側隔壁先端
１５ｂ 隔壁前
１７ 垂線
１８ 半直線
１９ 共通接線
Ｐ 転写材としての転写紙
Ｒ 接点
Ｓ 交点

Claims (4)

1. 像担持体上の現像画像を静電的に転写材に転写する転写ローラと、転写後の該転写材を除電して前記像担持体から分離するための複数の放電尖端を有する除電分離手段と、該除電分離手段を保持する除電支持部材とを具備し、前記除電分離手段の前記放電尖端を含む先端部を、前記像担持体と前記転写ローラとの接触面に近づく様に屈曲させ、前記除電分離手段と前記転写ローラとの間に前記除電支持部材と一体の隔壁を設けた画像形成装置において、
   前記像担持体と前記転写ローラとの接点を通る前記像担持体の軸心と前記転写ローラの軸心とを結んだ垂線と、前記除電分離手段の前記像担持体側先端と前記隔壁の前記像担持体側隔壁先端とを通る半直線との交わる交点が、前記接点よりも前記像担持体側にあることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記隔壁を、前記除電分離手段の先端部と平行に前記軸線方向に延在して設けたことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、
   前記除電分離手段の前記像担持体側先端と前記隔壁の前記像担持体側隔壁先端との間における、前記隔壁の前記像担持体側の隔壁先端部と平行な方向の距離をａ（ｍｍ）とし、前記除電分離手段に印加する電圧をＶ（ｋＶ）とするとき、ａ＞｜Ｖ｜の関係が成り立つように前記距離および前記電圧を設定したことを特徴とする画像形成装置。
4. 像担持体上の現像画像を静電的に転写材に転写する転写ローラと、転写後の該転写材を除電して前記像担持体から分離するための複数の放電尖端を有する除電分離手段と、該除電分離手段を保持する除電支持部材とを具備し、前記除電分離手段の前記放電尖端を含む先端部を、前記像担持体と前記転写ローラとの接触面に近づく様に屈曲させ、前記除電分離手段と前記転写ローラとの間に前記除電支持部材と一体の隔壁を、前記除電分離手段の先端部と平行に前記軸線方向に延在して設けた画像形成装置において、
   前記除電分離手段の前記像担持体側先端と前記隔壁の前記像担持体側隔壁先端との間における、前記隔壁の前記像担持体側の隔壁先端部と平行な方向の距離をａ（ｍｍ）とし、前記除電分離手段に印加する電圧をＶ（ｋＶ）とするとき、ａ＞｜Ｖ｜の関係が成り立つように前記距離および前記電圧を設定したことを特徴とする画像形成装置。

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