JP3929891B2

JP3929891B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3929891B2
Application number: JP2002381934A
Authority: JP
Inventors: 也寸志高月
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP2004212634A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にカラープリンタやカラー複写機等のカラー画像を記録紙に記録する画像形成装置において、例えば、感光体ドラムに形成されたトナー像を回転する中間転写体に転写し、この中間転写体に転写されたトナー像を中間転写体の回転動作と同期して搬送されてくる記録紙に対し転写するようにした構造のものが知られている。
【０００３】
このような構造の画像形成装置では、中間転写体から記録紙にトナー像を転写するときに供給されるバイアス電圧などによって記録紙が＋電荷により帯電されるため、記録紙が静電吸着によって中間転写体から分離し難くなる。このため、中間転写体の幅方向に沿って板状の導電体（分離針）を配置し、この導電体をフレームグラウンドに常に接続した状態にしたり、その導電体に２〜４ＫＶ程度のＡＣ電圧を印加したりすることによって記録紙に帯電された＋電荷を放電させ、記録紙が中間転写体から分離し易くなるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２６０７２６号公報（第２頁、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の画像形成装置において、導電体をフレームグラウンドに接続する構成のものでは、導電体が常にグラウンド電位になっていることから記録紙に帯電されている＋電荷だけではなく、記録紙に付着しているトナー粒子の一部が導電体に引き寄せられてしまい、導電体がトナー粒子で汚染されてしまうという不都合が生じる。また、導電体に２〜４ＫＶ程度のＡＣ電圧を印加する構成のものでは、導電体が周期的に−電位になるだけであることから、導電体をフレームグラウンドに常に接続するものに比べると導電体のトナー粒子による汚染は抑制されるとはいうものの、高電圧電源が必要になってコストアップの要因になると共に、オゾンが発生することから環境を汚染するという不都合が生じる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、記録紙に帯電される電荷を放電させる導電体のトナー粒子による汚染を抑制すると共に、オゾンによる環境汚染をも抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、感光体ドラムの表面にトナー像を形成すると共に、このトナー像を記録紙に転写する画像形成手段及びトナー像が転写された記録紙に帯電される電荷を放電させる放電手段を備えた画像形成装置において、前記放電手段が、トナー像が転写された記録紙の搬送経路に沿う位置に当該記録紙の幅方向に沿って配設された導電体と、この導電体とグランド電位との間に接続され、所定の周期で導通されるスイッチ回路部とからなることを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、記録紙の幅方向に沿って配設された導電体は、スイッチ回路部により所定の周期でグランド電位に接続されるため、＋電荷により帯電された記録紙よりも常に低い電位に維持された状態にある。このため、搬送されてきた記録紙が導電体に近づいたとき、記録紙上の＋電荷が低い電位にある導電体に引き寄せられて放電されることになる。一方、記録紙上のトナー粒子も導電体に引き寄せられられて移動しようとするが、トナー粒子は電荷よりも質量が大きいことから移動するまでに時間がかかるため、この間に導電体の電位が記録紙から引き寄せた＋電荷により上昇してトナー粒子の移動が抑制される。なお、導電体の＋電荷はスイッチ回路部が導通状態になったときにグラウンドに放電されるため、記録紙上の＋電荷は常に導電体に引き寄せられることになる。
【０００９】
このように、導電体は短時間だけグラウンド電位に接続されるだけであるため、電荷よりも質量の大きいトナー粒子が導電体に引き寄せられ難くなって導電体のトナー粒子による汚染が抑制される。また、導電体を周期的にグラウンド電位に接続するだけでよいことから、従来のような高電圧電源が不必要となってオゾンによる環境汚染も抑制される。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１に係るものにおいて、前記スイッチ回路部が、前記導電体とグランド電位との間に接続される制御端子付きの半導体スイッチ素子と、この半導体スイッチ素子の制御端子にパルス信号を供給するパルス信号発生回路とから構成されることを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、半導体スイッチ素子は、制御端子にパルス信号発生回路からのパルス信号が供給されることで所定の周期で導通状態と非導通状態とを繰り返すことになる。このため、導電体を所定の周期で確実にグラウンド電位にすることができる。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項２に係るものにおいて、前記パルス信号発生回路から出力されるパルス信号の周波数が２５０乃至１０００Ｈｚの範囲内に設定されることを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、半導体スイッチ素子は、４乃至１６ｍｓの周期で導通状態と非導通状態とを繰り返すことになる。このため、記録紙上の電荷は確実に放電されるが、記録紙上のトナー粒子は電荷よりも質量が大きいことと導電体の電位が上昇することから導電体に引き寄せられ難くなって導電体のトナー粒子による汚染が確実に抑制される。
【００１４】
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに係るものにおいて、前記導電体と前記搬送経路を通過する記録紙との最短距離が５乃至１５ｍｍの範囲内に設定されることを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、記録紙が搬送されて導電体に最も接近したときでも、導電体と記録紙との距離は５乃至１５ｍｍの範囲内に維持されることになる。このため、記録紙上の電荷は確実に放電されるが、記録紙のトナー粒子は導電体からの引き寄せ力が弱くなって導電体に引き寄せられ難くなる結果、導電体のトナー粒子による汚染が確実に抑制される。
【００１６】
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに係るものにおいて、前記導電体の記録紙の搬送方向における寸法が１乃至１５ｍｍの範囲内に設定されることを特徴としている。
【００１７】
この構成によれば、記録紙は導電体の記録紙の搬送方向における寸法に対応して定まる一定時間だけしか導電体に最も接近した状態とならない。このため、記録紙上の電荷は確実に放電されるが、導電体から記録紙上のトナー粒子に作用する時間が短かくなる結果、トナー粒子の導電体への移動（飛散）が防止され、導電体のトナー粒子による汚染が確実に抑制される。
【００１８】
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかに係るものにおいて、前記導電体と記録紙との対向面積が３００乃至９０００ｍｍ²の範囲内に設定されることを特徴としている。
【００１９】
この構成によれば、記録紙は導電体の記録紙との対向面積に対応して定まる一定時間だけしか導電体に最も接近した状態とならない。このため、記録紙上の電荷は確実に放電されるが、導電体から記録紙上のトナー粒子に作用する時間が短かくなる結果、記録紙上のトナー粒子の導電体への移動（飛散）が抑制され、導電体のトナー粒子による汚染が確実に抑制される。
【００２０】
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかに係るものにおいて、前記導電体の抵抗率が０.０１乃至１.０Ω・ｍの範囲内に設定されることを特徴としている。
【００２１】
この構成によれば、導電体の抵抗率が０.０１乃至１.０Ω・ｍの範囲内のものとなる。このため、記録紙の電荷は確実に放電されるが、トナー粒子に作用する力が小さくなって記録紙上のトナー粒子が導電体に引き寄せられ難くなる結果、導電体のトナー粒子による汚染が確実に抑制される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を概略的に示す図である。この図において、画像形成装置１０は、デジタル方式のカラー複写機を構成するものであり、原稿画像を読み取るための画像読取部１２と、画像読取部１２で読み取った原稿画像を記録紙（転写紙）に転写するための本体部１４と、本体部１４で原稿画像の転写された記録紙が排出される記録紙排出部１６とから構成されている。
【００２３】
画像読取部１２は、本体部１４の上方に配置されたもので、静止された原稿の読取領域を形成する第１のコンタクトガラス１８と、自動給送されてくる原稿の読取領域を形成する第２のコンタクトガラス２０と、積層された原稿を第２のコンタクトガラス２０に向けて１枚ずつ給送する自動原稿給送部２２と、ＣＣＤなどから構成された原稿画像を読み取るスキャナ２４とを備えている。すなわち、この画像読取部１２は、スキャナ２４により第１のコンタクトガラス１８上に載置された原稿の画像を読み取る一方、自動原稿給送部２２により送出されて第２のコンタクトガラス２０上を通過する原稿の画像を読み取るようにしたものである。なお、このスキャナ２４で読み取られた画像データは図略の制御部に設けられている画像メモリに記憶される。
【００２４】
本体部１４は、筐体２８内の下部に配設された給紙カセット３０と、筐体２８内の中央部に配設された画像形成部３２と、筐体２８内の画像形成部３２の下方に配設された記録紙搬送部３４と、筐体２８内の記録紙搬送部３４の下流側に配設された定着ユニット３６と、給紙カセット３０から繰り出された記録紙を画像形成部３２側に送出する第１の搬送路３８と、定着ユニット３６を通過した記録紙を記録紙排出部１６に排出する第２の搬送路４０とを備えている。
【００２５】
給紙カセット３０は、内部に集積された記録紙Ｐが給紙ローラ４２により１枚ずつ第１の搬送路３８側に繰り出されるように構成されている。
【００２６】
画像形成部３２は、画像読取部１２で読み取った原稿画像を記録紙に転写するためのものであり、図示の反時計回り方向（矢印Ｒ１方向）に回転駆動され、周面にトナー像が形成される感光体ドラム４４と、図示の時計回り方向（矢印Ｒ２方向）に回転駆動され、感光体ドラム４４に形成されたトナー像が周面に転写される中間転写ドラム４６と、中間転写ドラム４６の下方に配設され、第１の搬送路３８から搬送されてくる記録紙に対して中間転写ドラム４６に転写されたトナー像を転写する転写ベルト４８とを備えている。
【００２７】
なお、転写ベルト４８には＋電位のバイアス電圧が供給され、これにより中間転写ドラム４６に転写されたトナー像の記録紙側への転写が容易に行われるようになっている。このように、転写ベルト４８に＋電位のバイアス電圧が供給されるため、記録紙はトナー像が転写されるときなどに＋電荷により帯電されることになる。
【００２８】
また、感光体ドラム４４の外周には、感光体ドラム４４の周面に対向する帯電部５２と、感光体ドラム４４の帯電部４６の下流側領域においてレーザ光を照射する露光部５４と、露光部５４の下流側で感光体ドラム４４の周面に対向する現像部５６と、現像部５６の下流側で感光体ドラム４４の周面に対向するクリーニング部５８とが配設されている。現像部５６は、感光体ドラム４４の周面にイエローのトナー画像を形成する第１の現像部６０と、マゼンタのトナー画像を形成する第２の現像部６２と、シアンのトナー画像を形成する第３の現像部６４と、ブラックのトナー画像を形成する第４の現像部６６とが上流側から下流側に向けて順に配設されている。
【００２９】
また、中間転写ドラム４６の外周には、転写ベルト４８の下流側で中間転写ドラム４６の周面に対向するクリーニング部６８と、転写ベルト４８の下流側で転写ベルト４８から搬送されてくる記録紙の搬送経路に近接し、記録紙の幅方向に沿うアルミニウムや銅などの導電材からなる板状の導電体（分離針）７０とが配設されている。
【００３０】
この導電体７０は、記録紙に帯電される＋電荷を放電させるためのもので、図２に概略的に示すように、中間転写ドラム４６の幅方向（記録紙の搬送方向と直交する方向）の寸法に近似した長さＬ及び板の厚み方向である幅Ｗを有する大きさに形成され、長さＬ方向の一方の端面Ｅが先鋭状の凹凸を交互に繰り返えす鋸歯状に形成されたものである。この導電体７０は、長さＬの辺が中間転写ドラム４６の幅方向（記録紙の搬送方向と直交する幅方向）に沿い、鋸歯状の端面Ｅが記録紙の搬送経路に対向するように配置されており、スイッチ回路部７２により周期的（断続的）にグラウンド電位に接続されるようになっている。なお、これらの導電体７０とスイッチ回路部７２とで放電部７４を構成する。スイッチ回路部７２の構成及び放電部７４の動作については後述する。
【００３１】
また、転写ベルト４８は、駆動ローラ７６と従動ローラ７８とに架け渡され、第１の搬送路３８から受け取った記録紙を矢印Ｒ３方向に移送し、記録紙搬送部３４に受け渡すものである。
【００３２】
記録紙搬送部３４は、転写ベルト４８から受け取った記録紙を定着ユニット３６側に搬送するもので、駆動ローラ８０と従動ローラ８２とにメッシュ状の搬送ベルト８４が架け渡されて構成されたものである。このメッシュ状の搬送ベルト８４の背面側には図略の真空吸引部が配設されており、記録紙を真空吸着した状態で矢印Ｒ４で示す方向に移送し、定着ユニット３６に受け渡すものである。
【００３３】
定着ユニット３６は、トナー像が転写された記録紙を加熱することにより定着処理するものであり、ヒータが内蔵された定着ローラ８６と、定着ローラ８６に圧接して配設された加圧ローラ８８とを備えている。
【００３４】
このように構成された画像形成装置１０は、次のように動作する。すなわち、第１のコンタクトガラス１８上に原稿が載置されるか、あるいは自動原稿給送部２２に原稿が載置され、図略のスタートボタンが操作されることでスキャナ２４により原稿画像が取り込まれ、図略の画像メモリに記憶される。そして、原稿画像の取り込みが終了すると、画像データが画像メモリから読み出されて画像形成部３２に送信される。
【００３５】
画像形成部３２の感光体ドラム４４では、感光体ドラム４４が回転することにより帯電部５２で表面に静電領域が形成され、この静電領域が露光部５４からのレーザ光により露光されることで画像読取部１２から送信されてきた画像データに基づく静電潜像が形成され、その後に例えば第１の現像部６０によりイエローのトナー像が形成される。このイエローのトナー画像は感光体ドラム４４と同期して回転する中間転写ドラム４６に転写される。同様にして、感光体ドラム４４には第２乃至第４の現像部６２乃至６６により各色のトナー画像が順次形成され、各トナー画像が中間転写ドラム４６に重ねて転写される。
【００３６】
この中間転写ドラム４６に重ねて転写されたトナー画像は中間転写ドラム４６と同期して転写ベルト４８上に搬送されてくる記録紙に対し転写され、これにより記録紙上にトナー画像が形成される。この記録紙への転写は、転写ベルト４８の裏面側から＋電位のバイアス電圧を供給することにより中間転写ドラム４６上のトナー像を記録紙側へ引き寄せることにより実行される。このとき、記録紙は、転写ベルト４８に供給されるバイアス電圧により＋電荷で帯電される。
【００３７】
このトナー像が転写された記録紙は転写ベルト４８により記録紙搬送部３６へ受け渡されることになるが、記録紙は導電体７０の下方を通過するときに帯電している＋電荷が導電体７０に引き寄せられて放電される結果、記録紙の中間転写ドラム４６からの剥離が容易になる一方、記録紙搬送部３６への受け渡しがスムーズに行なわれる。記録紙搬送部３６に受け渡された記録紙は真空吸着された状態で定着ユニット３６側に搬送され、定着ローラ３６により加熱されつつ定着ローラ８６と加圧ローラ８８とで挟持されて下流側に搬送され、第２の搬送路４０により記録紙排出部１６に排出される。
【００３８】
なお、トナー像を中間転写ドラム４６に転写したのちの感光体ドラム４４は、クリーニング部５８により表面に残留したトナーが除去される。同様に、トナー像を転写ベルト４８に転写した中間転写ドラム４６は、クリーニング部６８により表面に残留したトナーが除去される。
【００３９】
図３は、導電体７０と共に放電部７４を構成するスイッチ回路部７２の構成を示す図である。このスイッチ回路部７２は、導電体７０とグラウンド電位Ｇとの間に接続されたＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ９０と、バイポーラトランジスタ９０のベースＢとグラウンド電位Ｇとの間に接続されたベース抵抗９２と、バイポーラトランジスタ９０のベースＢに所定の周期で＋電位と−電位とを交互に供給するパルス信号（周期方形パルス信号）を出力するパルス信号発生回路９４とから構成されている。ここで、バイポーラトランジスタ９０のコレクタＣが導電体７０に接続され、エミッタＥがグラウンド電位Ｇに接続されている。なお、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタ９０は制御端子付き半導体スイッチ素子を構成するものであり、そのベースＢが制御端子となる。
【００４０】
このように回路構成されたスイッチ回路部７２は、パルス信号発生回路９４からパルス信号が供給されてバイポーラトランジスタ９０のベースＢが＋電位となってＢ-Ｅ間に電流が流れたとき、バイポーラトランジスタ９０が導通して導電体７０はグラウンド電位に接続され、バイポーラトランジスタ９０のベースＢが−電位になってＢ-Ｅ間に電流が流れないとき、バイポーラトランジスタ９０は遮断された状態となる。このため、導電体７０は、バイポーラトランジスタ９０が導通されたときにグラウンド電位となり、記録紙から引き寄せることで帯電した＋電荷が放電されるため、＋電荷により帯電された記録紙よりも常に電位の低い状態となる。
【００４１】
次に、放電部７４の動作について説明する。いま、＋電荷により帯電された記録紙がその記録紙よりも電位の低い状態にある導電体７０に近づくと、図４に模式的に示すように、記録紙Ｐに帯電している＋電荷は導電体７０に引き寄せられて導電体７０側に移動する結果、記録紙Ｐ上の電荷が放電されて電気的に中性の状態となる。一方、導電体７０は、図５に示すように、バイポーラトランジスタ９０が遮断されているときに記録紙Ｐから引き寄せた＋電荷により帯電されて電位が上昇することになるが、バイポーラトランジスタ９０のベースＢに供給されるパルス信号の周波数で定まる周期でバイポーラトランジスタ９０が導通される結果、帯電していた電荷がグラウンド側に放出されることになる。このため、導電体７０は、記録紙が順次搬送されてくる状態においては、帯電と放電とを繰り返すことになり、記録紙に帯電されている＋電荷を効果的に放電させることができる。
【００４２】
一方、記録紙Ｐに付着しているトナー粒子も＋電荷と同様に導電体７０に引き寄せられられて移動しようとするが、トナー粒子は電荷よりも質量が大きいことから導電体７０側に移動し始めるまでに時間がかかることになる。このため、この間に導電体７０の電位が記録紙Ｐから引き寄せた＋電荷により上昇し、トナー粒子に作用する力が小さくなる。この結果、記録紙Ｐに付着しているトナー粒子の導電体７０側への移動が抑制され、導電体７０のトナー粒子による汚染が抑制されることになる。
【００４３】
ここで、図６に模式的に示すように、導電体７０と記録紙搬送部３４（すなわち、搬送されてくる記録紙）との距離（最短距離）Ｄを変更し、この距離Ｄと分離/除電効果及び記録紙の搬送性との関係を実験的に確認した。また、図７に模式的に示すように、導電体７０の重ね合わせ枚数を変更することにより導電体７０の記録紙の搬送方向における寸法である幅Ｗ（図２の幅Ｗに対応）を変更し、この導電体７０の幅Ｗと分離/除電効果及び記録紙の搬送性との関係を実験的に確認すると共に、導電体７０の重ね合わせ枚数を変更することにより記録紙との対向面積Ｓ（長さＬ×幅Ｗ）を変更し、この対向面積Ｓと分離/除電効果及び記録紙の搬送性との関係を実験的に確認した。
【００４４】
また、導電体７０の金属材料を変えることで抵抗率Ｒを変更し、この抵抗率Ｒと分離/除電効果及びコスト性との関係を実験的に確認した。さらに、パルス信号発生回路９４から出力されるパルス信号の周波数（スイッチ周波数）Ｆを変更し、このパルス信号の周波数Ｆと分離/除電効果との関係を実験的に確認した。これらの実験による確認結果を下記の表１に示す。なお、これらの確認実験は、確認実験の対象となる要因（例えば、距離Ｄ）以外の分離/除電効果などに影響を与える他の要因（例えば、幅Ｗや記録紙の搬送速度）については、画像形成装置１０が正常に稼動する実用上の範囲内でパラメータ値を種々変更することにより行ったものである。
【００４５】
ここで、分離/除電効果とは、記録紙上の電荷が放電したことによる中間転写ドラム４６からの記録紙の剥離の容易性と導電体７０のトナー粒子による汚染防止性を示すものであり、記録紙の搬送性とは、導電体７０の配設されている領域を通過するときの記録紙の搬送の容易性を示すものである。また、コスト性とは、導電体７０を安価に構成できる度合いを示すものである。
【００４６】
【表１】

【００４７】
すなわち、この表１に示すように、距離Ｄと分離/除電効果との関係については、距離Ｄを１〜５ｍｍ、５〜１０ｍｍ、１０〜１５ｍｍ、１５〜２０ｍｍ及び２０ｍｍ超の各範囲内に設定した場合の分離/除電効果は、１〜５ｍｍ及び５〜１０ｍｍの各範囲では極めて効果大（◎）、１０〜１５ｍｍの範囲では効果大（○）、１５〜２０ｍｍの範囲では効果小（△）、２０ｍｍ超の範囲では殆ど効果なし（×）となった。なお、距離Ｄにより分離/除電効果に差異が生じるのは、距離が短い場合は電荷及びトナー粒子に対して作用する力が大きくなるが、距離が長い場合は電荷及びトナー粒子に対して作用する力が小さくなるためである。
【００４８】
また、距離Ｄと搬送性との関係については、１〜５ｍｍの範囲では記録紙が導電体７０に接触するなどして好ましくない状態（△）、５〜１０ｍｍの範囲では良好な状態（○）、１０〜１５ｍｍ、１５〜２０ｍｍ及び２０ｍｍ超の各範囲では極めて良好な状態（◎）となった。なお、距離Ｄにより搬送性に差異が生じるのは、距離が紙厚などで決まる所定値以上あるときは記録紙が導電体７０に接触することはないが、距離が所定値未満であると記録紙が導電体７０に接触することになるためである。
【００４９】
これらの事実から、距離Ｄは、分離/除電効果が効果大（○）及び極めて効果大（◎）となる範囲と、搬送性が良好な状態（○）及び極めて良好な状態（◎）となる範囲とから勘案して、５乃至１５ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。
【００５０】
また、導電体７０の記録紙の搬送方向における寸法である幅Ｗと分離/除電効果との関係については、幅Ｗを０〜１ｍｍ、１〜５ｍｍ、５〜１０ｍｍ、１０〜１５ｍｍ及び１５ｍｍ超の各範囲に設定した場合の分離/除電効果は、０〜１ｍｍの範囲では効果小（△）、１〜５ｍｍ及び５〜１０ｍｍの各範囲では効果大（○）、１０〜１５ｍｍ及び１５ｍｍ超の各範囲では極めて効果大（◎）となった。なお、幅Ｗにより分離/除電効果に差異が生じるのは、幅が短い場合は電荷及びトナー粒子に対して作用する力が大きくなるが、距離が長い場合は電荷及びトナー粒子に対して作用する力が小さくなるためである。
【００５１】
また、導電体７０の記録紙の搬送方向における寸法である幅Ｗと搬送性との関係については、０〜１ｍｍ及び１〜５ｍｍの各範囲では極めて良好な状態（◎）、５〜１０ｍｍ及び１０〜１５ｍｍの各範囲では良好な状態（○）、１５ｍｍ超の範囲では記録紙が導電体７０に接触するなどして好ましくない状態（△）となった。なお、幅Ｗにより搬送性に差異が生じるのは、幅が短い場合は記録紙が導電体７０に接触したときでも接触時間が短いことから搬送性に大きな影響を与えることはないが、幅が長い場合は記録紙が導電体７０に接触したときに接触時間が長くなることから搬送性に大きな影響を与えることになるためである。
【００５２】
これらの事実から、導電体７０の幅Ｗは、分離/除電効果が効果大（○）及び極めて効果大（◎）となる範囲と、搬送性が良好な状態（○）及び極めて良好な状態（◎）となる範囲とから勘案して、１乃至１５ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。
【００５３】
また、導電体７０の対向面積Ｓと分離/除電効果との関係については、対向面積Ｓを０〜３００ｍｍ²、３００〜３０００ｍｍ²、３０００〜６０００ｍｍ²、６０００〜９０００ｍｍ²及び９０００ｍｍ²超の各範囲に設定した場合の分離/除電効果は、０〜３００ｍｍ²の範囲では効果小（△）、３００〜３０００ｍｍ²の範囲では効果大（○）、３０００〜６０００ｍｍ²、６０００〜９０００ｍｍ²及び９０００ｍｍ²超の各範囲では極めて効果大（◎）となった。なお、対向面積Ｓにより分離/除電効果に差異が生じるのは、対向面積が大きい場合は電荷及びトナー粒子に対して作用する力が大きくなるが、対向面積が小さい場合は電荷及びトナー粒子に対して作用する力が小さくなるためである。
【００５４】
また、導電体７０の対向面積Ｓと搬送性との関係については、０〜３００ｍｍ²及び３００〜３０００ｍｍ²の各範囲では極めて良好な状態（◎）、３０００〜６０００ｍｍ²及び６０００〜９０００ｍｍ²の各範囲では良好な状態（○）、９０００ｍｍ²超の範囲では記録紙が導電体７０に接触するなどして好ましくない状態（△）となった。なお、対向面積Ｓにより搬送性に差異が生じるのは、対向面積が小さい場合は記録紙が導電体７０に接触したときでも接触時間が短いことから搬送性に大きな影響を与えることはないが、対向面積が大きい場合は記録紙が導電体７０に接触したときに接触時間が長くなることから搬送性に大きな影響を与えることになるためである。
【００５５】
これらの事実から、導電体７０の対向面積Ｓは、分離/除電効果が効果大（○）及び極めて効果大（◎）となる範囲と、搬送性が良好な状態（○）及び極めて良好な状態（◎）となる範囲とから勘案して、３００乃至９０００ｍｍ²の範囲内に設定することが好ましい。
【００５６】
また、導電体７０の抵抗率Ｒと分離/除電効果との関係については、抵抗率Ｒを０〜０.０１Ω・ｍ、０.０１〜０.１Ω・ｍ、０.１〜１.０Ω・ｍ、１.０〜１０Ω・ｍ及び１０Ω・ｍ超の各範囲に設定した場合の分離/除電効果は、０〜０.０１Ω・ｍ及び０.０１〜０.１Ω・ｍの各範囲では極めて効果大（◎）、０.１〜１.０Ω・ｍの範囲では効果大（○）、１.０〜１０Ω・ｍの範囲では効果小（△）、１０Ω・ｍ超の範囲では殆ど効果なし（×）となった。なお、抵抗率Ｒにより分離/除電効果に差異が生じるのは、抵抗率が小さい場合は電荷及びトナー粒子に対して作用する力が大きくなるが、抵抗率が大きい場合は電荷及びトナー粒子に対して作用する力が小さくなるためである。
【００５７】
また、導電体７０の抵抗率Ｒと使用材料に基づくコスト性との関係については、０〜０.０１Ω・ｍの範囲では好ましくない状態（△）、０.０１〜０.１Ω・ｍ及び０.１〜１.０Ω・ｍの各範囲では良好な状態（○）、１.０〜１０Ω・ｍ及び１０Ω・ｍ超の各範囲では極めて良好な状態（◎）となった。なお、抵抗率Ｒによりコスト性に差異が生じるのは、抵抗率Ｒが大きい場合は金属材料が安価となるが、抵抗率Ｒが小さい場合は金属材料が高価となるためである。
【００５８】
これらの事実から、導電体７０の抵抗率Ｒは、分離/除電効果が効果大（○）及び極めて効果大（◎）となる範囲と、コスト性が良好な状態（○）及び極めて良好な状態（◎）となる範囲とから勘案して、０.０１乃至１.０Ω・ｍの範囲内に設定することが好ましい。
【００５９】
また、パルス信号発生回路９４から出力されるパルス信号の周波数Ｆと分離/除電効果との関係については、周波数Ｆを０〜２５０Ｈｚ、２５０〜５００Ｈｚ、５００〜７５０Ｈｚ、７５０〜１０００Ｈｚ及び１０００〜２０００Ｈｚの各範囲に設定した場合の分離/除電効果は、０〜２５０Ｈｚの範囲では殆ど効果なし（×）、２５０〜５００Ｈｚの範囲では効果大（○）、５００〜７５０Ｈｚの範囲では極めて効果大（◎）、７５０〜１０００Ｈｚの範囲では効果大（○）、１０００〜２０００Ｈｚの範囲では効果小（△）となった。なお、周波数Ｆにより分離/除電効果に差異が生じるのは、周波数が低い場合は電荷及びトナー粒子に対して連続して作用する時間が長くなるため、電荷だけではなくトナー粒子も導電体７０に引き寄せられることなり、周波数が高い場合は電荷及びトナー粒子に対して連続して作用する時間が短くなるため、電荷は導電体７０に引き寄せられてもトナー粒子は導電体７０に引き寄せられ難くなるためである。
【００６０】
これらの事実から、パルス信号の周波数Ｆは、分離/除電効果が効果大（○）及び極めて効果大（◎）となる範囲から勘案して、２５０乃至１０００Ｈｚの範囲内に設定することが好ましい。
【００６１】
本発明の画像形成装置１０は、上記実施形態に示すように、トナー像が転写された記録紙の搬送経路に沿う位置に当該記録紙の幅方向に沿って導電体７０が配設され、この導電体７０がスイッチ回路部７２により所定の周期でグラウンド電位に接続されるようにしたものである。このため、記録紙に帯電された＋電荷が導電体７０により効果的に放電されることから記録紙の中間転写ドラム４６からの剥離が容易になると共に、記録紙からのトナー粒子の導電体７０への移動（飛散）が防止されて導電体７０のトナーによる汚染が抑制される。また、記録紙からのトナー粒子の導電体７０への移動が防止されることから記録紙における細線再現性に優れたものとなる。さらに、記録紙に帯電された電荷を放電させるのに高電圧電源を用いるものではないので、高電圧によりオゾンが発生して環境を汚染する虞がなくなると共に、高電圧部品が不要となることなどからコスト的にも有利なものとなる。
【００６２】
なお、本発明は、上記実施形態のものに限定されるものではなく、例えば以下に述べるような種々の変形態様を必要に応じて採用することができる。
【００６３】
（１）上記実施形態では、導電体７０は、記録紙に対向する端面（図２の端面Ｅ）が鋸歯状に形成されて先鋭状になっていることから記録紙に対する放電効果が高められることになるが、これに限るものではない。例えば、導電体７０と記録紙との距離（最短距離）を短くして放電が容易になるようにした場合などでは、導電体７０の記録紙に対向する端面は平坦面であってもよい。
【００６４】
（２）上記実施形態では、スイッチ回路部７２を構成する制御端子付き半導体スイッチはバイポーラトランジスタからなるものであるが、これに限るものではない。例えば、制御端子付き半導体スイッチとして、電界効果トランジスタやサイリスタなどの他の素子を用いることも可能である。また、制御端子付き半導体スイッチに限らず、リレー等の機械式スイッチ手段を用いることもできる。なお、リレー等の機械式スイッチ手段を用いる場合、導電体７０を所定の周期でグラウンド電位に接続するスイッチ回路部は、機械式スイッチ手段と、この機械式スイッチ手段を所定の周期でＯＮ状態にして導電体７０をグラウンド電位に接続する駆動回路部とから構成されることになる。
【００６５】
（３）上記実施形態では、画像形成装置１０は、感光体ドラム４４の外周に複数の現像部６０，６２，６４，６６を備え、この感光体ドラム４４の周面に形成されたカラーのトナー画像を中間転写ドラム４６に転写するようにしたものであるが、これに限るものではない。例えば、中間転写ドラム４６に代えて中間転写ベルトを用いることもできる。要は、感光体ドラム４４に形成されたトナー画像を転写する中間転写体を備えていればよい。
【００６６】
（４）上記実施形態では、画像形成装置１０は、感光体ドラム４４の外周に複数の現像部６０，６２，６４，６６を備え、この感光体ドラム４４の周面に形成されたカラーのトナー画像を中間転写ドラム４６に転写し、この中間転写ドラム４６に転写されたトナー画像を記録紙に転写するようにしたものであるが、これに限るものではない。例えば、記録紙を搬送する搬送ベルトなどの搬送経路に沿ってカラーのトナー画像を形成する複数の感光体ドラムを備えたタンデム型のものであってもよい。
【００６７】
この場合、記録紙は各感光体ドラムからトナー画像が転写されるときに＋電荷により帯電されることになり、これにより搬送ベルトに静電吸着されて搬送ベルトから剥離（分離）し難くなる。このため、記録紙の電荷を放電させるための導電体７０は、記録紙の搬送ベルトなどの搬送経路に沿う位置であって、最終段の感光体ドラムの下流側における適所に配置するようにすればよい。
【００６８】
（５）上記実施形態では、画像形成装置１０は、カラー複写機を構成するものであるが、これに限るものではない。例えば、モノクロの複写機であってもよい。この場合でも、記録紙は感光体ドラムからトナー画像が転写されるときに＋電荷により帯電されることになり、これにより搬送ベルトに静電吸着されて搬送ベルトから剥離（分離）し難くなる。このため、記録紙の電荷を放電させるための導電体７０は、記録紙の搬送ベルトなどの搬送経路に沿う位置であって、感光体ドラムの下流側における適所に配置するようにすればよい。また、複写機に限らず、プリンターやファクシミリ装置であってもよく、それらの機能を併せ持つ複合機であってもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、トナー像が転写された記録紙に帯電される電荷を放電させる放電手段を備え、この放電手段がトナー像の転写された記録紙の搬送経路に沿う位置に当該記録紙の幅方向に沿って配設された導電体と、この導電体とグラウンド電位との間に接続され、所定の周期で導通されるスイッチ回路部とから構成されているので、記録紙に帯電される電荷を放電させる導電体がトナー粒子により汚染されるのを抑制することができると共に、記録紙に帯電される電荷を放電させるのに高電圧電源を必要としないことからオゾンによる環境汚染をも抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を概略的に示す図である。
【図２】放電部を構成する導電体の外観斜視図である。
【図３】放電部を構成するスイッチ回路部の回路構成を示す図である。
【図４】記録紙に帯電されている電荷が導電体に引き寄せられる状態を説明するための模式図である。
【図５】導電体の帯電状態を説明するための図である。
【図６】導電体及び記録紙搬送部間の最短距離と分離/放電効果などとの関係を説明するための図である。
【図７】導電体の幅と分離/放電効果などとの関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１０画像形成装置
３２画像形成部（画像形成手段）
４４感光体ドラム
７０導電体
７２スイッチ回路部（スイッチング手段）
７４放電部（放電手段）
９０バイポーラトランジスタ（制御端子付の半導体スイッチ素子）
９４パルス信号発生回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a copier, a facsimile machine, and a multifunction machine having these functions.
[0002]
[Prior art]
In general, in an image forming apparatus that records a color image on a recording paper such as a color printer or a color copying machine, for example, a toner image formed on a photosensitive drum is transferred to a rotating intermediate transfer member and transferred to the intermediate transfer member. There is known a structure in which a transferred toner image is transferred onto a recording sheet conveyed in synchronization with the rotation operation of an intermediate transfer member.
[0003]
In the image forming apparatus having such a structure, since the recording paper is charged with a positive charge by a bias voltage supplied when the toner image is transferred from the intermediate transfer member to the recording paper, the recording paper is intermediately charged by electrostatic adsorption. It becomes difficult to separate from the transfer body. For this reason, a plate-shaped conductor (separation needle) is arranged along the width direction of the intermediate transfer body, and this conductor is always connected to the frame ground, or an AC voltage of about 2 to 4 KV is applied to the conductor. Is applied to discharge the positive charge charged on the recording paper so that the recording paper is easily separated from the intermediate transfer member (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3260726 (second page, FIG. 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional image forming apparatus in which the conductor is connected to the frame ground, since the conductor is always at the ground potential, not only the + charge charged on the recording paper but also the recording paper. A part of the toner particles adhering to the toner is attracted to the conductor, and the conductor is contaminated with the toner particles. Further, in the configuration in which an AC voltage of about 2 to 4 KV is applied to the conductor, the conductor is only periodically at a negative potential, so that it is more conductive than that in which the conductor is always connected to the frame ground. Although contamination by toner particles on the body is suppressed, a high voltage power source is required, which increases the cost and generates ozone, resulting in inconvenience of polluting the environment.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an image that can suppress contamination by toner particles of a conductor that discharges a charge charged on a recording paper and can also suppress environmental contamination by ozone. An object is to provide a forming apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 forms a toner image on the surface of the photosensitive drum, and also forms an image forming means for transferring the toner image onto the recording paper and charging the recording paper on which the toner image is transferred. In the image forming apparatus provided with the discharge means for discharging the generated charge, the discharge means is disposed along the width direction of the recording paper at a position along the conveyance path of the recording paper on which the toner image is transferred. And a switch circuit unit connected between the conductor and the ground potential and conducting at a predetermined cycle.
[0008]
According to this configuration, the conductor disposed along the width direction of the recording paper is always lower than the recording paper charged by + charge because it is connected to the ground potential at a predetermined cycle by the switch circuit unit. It is in a state of being maintained at a potential. For this reason, when the conveyed recording paper approaches the conductor, the + charge on the recording paper is attracted to the conductor at a low potential and discharged. On the other hand, the toner particles on the recording paper are also attracted to the conductor and move, but since the toner particles have a mass larger than the electric charge, it takes time to move. The toner particles move up due to + charges drawn from the toner, and the movement of the toner particles is suppressed. Since the + charge of the conductor is discharged to the ground when the switch circuit unit becomes conductive, the + charge on the recording paper is always attracted to the conductor.
[0009]
Thus, since the conductor is only connected to the ground potential for a short time, toner particles having a mass larger than the electric charge are hardly attracted to the conductor, and contamination of the conductor with the toner particles is suppressed. In addition, since it is only necessary to periodically connect the conductor to the ground potential, a conventional high voltage power supply is unnecessary, and environmental pollution due to ozone is suppressed.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the semiconductor switch element according to the first aspect, wherein the switch circuit section includes a semiconductor switch element with a control terminal connected between the conductor and a ground potential, and the semiconductor switch element. And a pulse signal generation circuit for supplying a pulse signal to the control terminal.
[0011]
According to this configuration, the semiconductor switch element repeats the conduction state and the non-conduction state at a predetermined cycle when the pulse signal from the pulse signal generation circuit is supplied to the control terminal. For this reason, a conductor can be reliably made into a ground potential with a predetermined period.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the frequency of the pulse signal output from the pulse signal generation circuit is set within a range of 250 to 1000 Hz.
[0013]
According to this configuration, the semiconductor switch element repeats a conduction state and a non-conduction state at a period of 4 to 16 ms. For this reason, the electric charge on the recording paper is surely discharged, but the toner particles on the recording paper have a mass larger than the electric charge and the electric potential of the electric conductor increases, so that it is difficult to be attracted to the electric conductor, and the toner of the electric conductor Contamination due to particles is reliably suppressed.
[0014]
According to a fourth aspect of the invention, there is provided the method according to any one of the first to third aspects, wherein the shortest distance between the conductor and the recording paper passing through the transport path is set within a range of 5 to 15 mm. It is characterized by.
[0015]
According to this configuration, even when the recording paper is transported and approaches the conductor most, the distance between the conductor and the recording paper is maintained within a range of 5 to 15 mm. For this reason, the electric charge on the recording paper is surely discharged, but the toner particles of the recording paper are weakly attracted from the conductor and become difficult to be attracted to the conductor. It is suppressed.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the dimension of the conductor in the conveyance direction of the recording paper is set within a range of 1 to 15 mm.
[0017]
According to this configuration, the recording paper is brought closest to the conductor only for a fixed time determined in accordance with the dimension of the conductor in the conveyance direction of the recording paper. For this reason, the electric charge on the recording paper is surely discharged, but as a result of a short time for the electric conductor to act on the toner particles on the recording paper, the movement (scattering) of the toner particles to the electric conductor is prevented. Contamination due to toner particles is reliably suppressed.
[0018]
According to a sixth aspect of the invention, there is provided the method according to any one of the first to fifth aspects, wherein an opposing area between the conductor and the recording paper is 300 to 9000 mm. ² It is characterized by being set within the range.
[0019]
According to this configuration, the recording paper is closest to the conductor only for a fixed time determined in accordance with the area of the conductor facing the recording paper. For this reason, the electric charge on the recording paper is surely discharged, but as a result of a short time for the conductor to act on the toner particles on the recording paper, the movement (scattering) of the toner particles on the recording paper to the electric conductor is suppressed. In addition, contamination of the conductor with toner particles is reliably suppressed.
[0020]
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the resistivity of the conductor is set within a range of 0.01 to 1.0 Ω · m. .
[0021]
According to this configuration, the resistivity of the conductor is in the range of 0.01 to 1.0 Ω · m. For this reason, the charge on the recording paper is surely discharged, but the force acting on the toner particles is reduced and the toner particles on the recording paper are hardly attracted to the conductor, so that the conductor is reliably contaminated with the toner particles. It is suppressed.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram schematically showing an internal configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In this figure, an image forming apparatus 10 constitutes a digital color copying machine, and an image reading unit 12 for reading a document image and a document image read by the image reading unit 12 on a recording paper (transfer paper). ), And a recording paper discharge unit 16 from which the recording paper onto which the original image is transferred is discharged.
[0023]
The image reading unit 12 is disposed above the main body unit 14, and includes a first contact glass 18 that forms a reading region for a stationary document and a first contact glass that forms a reading region for an automatically fed document. Two contact glasses 20, an automatic document feeder 22 that feeds stacked documents one by one toward the second contact glass 20, and a scanner 24 that reads a document image composed of a CCD or the like. ing. That is, the image reading unit 12 reads an image of a document placed on the first contact glass 18 by the scanner 24, and is sent out by the automatic document feeding unit 22 and passes over the second contact glass 20. The image of the original to be read is read. The image data read by the scanner 24 is stored in an image memory provided in a control unit (not shown).
[0024]
The main body 14 includes a paper feed cassette 30 disposed in the lower part of the housing 28, an image forming unit 32 disposed in the center of the housing 28, and an image forming unit 32 in the housing 28. The recording paper transport unit 34 disposed below, the fixing unit 36 disposed on the downstream side of the recording paper transport unit 34 in the housing 28, and the recording paper fed from the paper feed cassette 30 are image forming units. A first transport path 38 that feeds the recording paper to the side 32 and a second transport path 40 that discharges the recording paper that has passed through the fixing unit 36 to the recording paper discharge section 16 are provided.
[0025]
The paper feed cassette 30 is configured such that the recording paper P accumulated therein is fed out one by one by the paper feed roller 42 to the first transport path 38 side.
[0026]
The image forming unit 32 is for transferring the original image read by the image reading unit 12 to a recording sheet, and is rotated in the illustrated counterclockwise direction (arrow R1 direction) to form a toner image on the peripheral surface. A photosensitive drum 44, an intermediate transfer drum 46 which is rotationally driven in the clockwise direction (in the direction of arrow R2) shown in the figure, and a toner image formed on the photosensitive drum 44 is transferred to the peripheral surface, and an intermediate transfer drum 46 And a transfer belt 48 for transferring the toner image transferred to the intermediate transfer drum 46 to the recording paper conveyed from the first conveyance path 38.
[0027]
A bias voltage having a positive potential is supplied to the transfer belt 48 so that the toner image transferred to the intermediate transfer drum 46 can be easily transferred to the recording paper side. In this way, since a positive bias voltage is supplied to the transfer belt 48, the recording paper is charged with a positive charge when a toner image is transferred.
[0028]
Further, on the outer periphery of the photosensitive drum 44, a charging unit 52 that faces the peripheral surface of the photosensitive drum 44, an exposure unit 54 that irradiates laser light in a downstream region of the charging unit 46 of the photosensitive drum 44, and exposure A developing unit 56 facing the circumferential surface of the photosensitive drum 44 on the downstream side of the unit 54 and a cleaning unit 58 facing the circumferential surface of the photosensitive drum 44 on the downstream side of the developing unit 56 are disposed. The developing unit 56 forms a cyan toner image, a first developing unit 60 that forms a yellow toner image on the peripheral surface of the photosensitive drum 44, a second developing unit 62 that forms a magenta toner image, and the like. A third developing unit 64 and a fourth developing unit 66 for forming a black toner image are sequentially arranged from the upstream side to the downstream side.
[0029]
Further, on the outer periphery of the intermediate transfer drum 46, a cleaning unit 68 facing the peripheral surface of the intermediate transfer drum 46 on the downstream side of the transfer belt 48, and a recording sheet conveyed from the transfer belt 48 on the downstream side of the transfer belt 48. A plate-like conductor (separating needle) 70 made of a conductive material such as aluminum or copper is disposed in the vicinity of the conveyance path.
[0030]
This conductor 70 is for discharging the positive charge charged on the recording paper, and as schematically shown in FIG. 2, the width direction of the intermediate transfer drum 46 (direction perpendicular to the recording paper conveyance direction). Is formed in a size having a length L that approximates the dimension of W and a width W that is the thickness direction of the plate, and one end face E in the length L direction is formed in a sawtooth shape that alternately repeats sharpened irregularities. It is a thing. The conductor 70 has a length L side along the width direction of the intermediate transfer drum 46 (width direction orthogonal to the recording paper conveyance direction), and the sawtooth end face E faces the recording paper conveyance path. The switch circuit unit 72 is periodically (intermittently) connected to the ground potential. The conductor 70 and the switch circuit unit 72 constitute a discharge unit 74. The configuration of the switch circuit unit 72 and the operation of the discharge unit 74 will be described later.
[0031]
Further, the transfer belt 48 is stretched between a driving roller 76 and a driven roller 78, and transfers the recording paper received from the first transport path 38 in the direction of arrow R3 and delivers it to the recording paper transport unit 34. .
[0032]
The recording paper transport unit 34 transports the recording paper received from the transfer belt 48 to the fixing unit 36, and is configured by a mesh-shaped transport belt 84 being bridged between a driving roller 80 and a driven roller 82. It is. A vacuum suction section (not shown) is provided on the back side of the mesh-like transport belt 84, and the recording paper is transported in the direction indicated by the arrow R4 in a vacuum-sucked state and delivered to the fixing unit 36. is there.
[0033]
The fixing unit 36 performs fixing processing by heating the recording paper on which the toner image is transferred. The fixing unit 86 includes a heater, and a pressure roller 88 disposed in pressure contact with the fixing roller 86. And.
[0034]
The image forming apparatus 10 configured as described above operates as follows. That is, a document is placed on the first contact glass 18 or a document is placed on the automatic document feeder 22 and a start button (not shown) is operated to capture a document image by the scanner 24. And stored in an unillustrated image memory. When the document image capturing is completed, the image data is read from the image memory and transmitted to the image forming unit 32.
[0035]
In the photosensitive drum 44 of the image forming unit 32, an electrostatic region is formed on the surface of the charging unit 52 by rotating the photosensitive drum 44, and this electrostatic region is exposed by the laser light from the exposure unit 54. Then, an electrostatic latent image based on the image data transmitted from the image reading unit 12 is formed, and then a yellow toner image is formed by the first developing unit 60, for example. The yellow toner image is transferred to an intermediate transfer drum 46 that rotates in synchronization with the photosensitive drum 44. Similarly, toner images of each color are sequentially formed on the photosensitive drum 44 by the second to fourth developing units 62 to 66, and the toner images are transferred to the intermediate transfer drum 46 in an overlapping manner.
[0036]
The toner image transferred onto the intermediate transfer drum 46 is transferred to the recording paper conveyed on the transfer belt 48 in synchronization with the intermediate transfer drum 46, whereby a toner image is formed on the recording paper. The transfer to the recording paper is executed by drawing a toner image on the intermediate transfer drum 46 to the recording paper side by supplying a bias voltage having a positive potential from the back surface side of the transfer belt 48. At this time, the recording paper is charged with a positive charge by the bias voltage supplied to the transfer belt 48.
[0037]
The recording paper on which the toner image has been transferred is transferred to the recording paper transport unit 36 by the transfer belt 48. The recording paper is charged when passing below the conductor 70. As a result of being attracted to 70 and being discharged, the recording paper can be easily peeled off from the intermediate transfer drum 46, while the delivery to the recording paper transport unit 36 is performed smoothly. The recording paper delivered to the recording paper transport unit 36 is transported to the fixing unit 36 side while being vacuum-sucked, and is sandwiched between the fixing roller 86 and the pressure roller 88 while being heated by the fixing roller 36, and downstream. The paper is transported and discharged to the recording paper discharge unit 16 through the second transport path 40.
[0038]
Note that the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 44 after the toner image is transferred to the intermediate transfer drum 46 is removed by the cleaning unit 58. Similarly, the toner remaining on the surface of the intermediate transfer drum 46 having the toner image transferred to the transfer belt 48 is removed by the cleaning unit 68.
[0039]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the switch circuit unit 72 that constitutes the discharge unit 74 together with the conductor 70. The switch circuit section 72 includes an NPN bipolar transistor 90 connected between the conductor 70 and the ground potential G, and a base resistor 92 connected between the base B of the bipolar transistor 90 and the ground potential G. The pulse signal generation circuit 94 outputs a pulse signal (periodic square pulse signal) that alternately supplies a positive potential and a negative potential to the base B of the bipolar transistor 90 at a predetermined cycle. Here, the collector C of the bipolar transistor 90 is connected to the conductor 70, and the emitter E is connected to the ground potential G. The NPN bipolar transistor 90 constitutes a semiconductor switching element with a control terminal, and its base B serves as a control terminal.
[0040]
The switch circuit portion 72 configured as described above is configured such that when a pulse signal is supplied from the pulse signal generation circuit 94 and the base B of the bipolar transistor 90 becomes a positive potential and a current flows between BE, When 90 is turned on and the conductor 70 is connected to the ground potential, and the base B of the bipolar transistor 90 becomes -potential and no current flows between BE, the bipolar transistor 90 is cut off. Therefore, the conductor 70 becomes a ground potential when the bipolar transistor 90 is turned on, and the + charge charged by being drawn from the recording paper is discharged. Therefore, the electric conductor 70 always has a potential higher than that of the recording paper charged by the + charge. It becomes a low state.
[0041]
Next, the operation of the discharge unit 74 will be described. Now, when the recording paper charged by the + charge approaches the conductor 70 having a lower potential than that recording paper, as shown schematically in FIG. As a result of being attracted to the conductor 70 and moving to the conductor 70 side, the electric charge on the recording paper P is discharged to be in an electrically neutral state. On the other hand, as shown in FIG. 5, the conductor 70 is charged by + charge drawn from the recording paper P when the bipolar transistor 90 is cut off, and the potential rises. As a result of the bipolar transistor 90 being turned on at a period determined by the frequency of the pulse signal supplied to B, the charged charge is discharged to the ground side. For this reason, the conductor 70 repeats charging and discharging in the state where the recording paper is sequentially conveyed, and can effectively discharge the + charge charged on the recording paper.
[0042]
On the other hand, the toner particles adhering to the recording paper P are also attracted to and moved by the conductor 70 like the + charge, but the toner particles move to the conductor 70 side because the mass is larger than the charge. It will take some time to get started. For this reason, the electric potential of the conductor 70 increases during this time due to the positive charge attracted from the recording paper P, and the force acting on the toner particles is reduced. As a result, the movement of the toner particles adhering to the recording paper P toward the conductor 70 is suppressed, and the contamination of the conductor 70 with the toner particles is suppressed.
[0043]
Here, as schematically shown in FIG. 6, the distance (shortest distance) D between the conductor 70 and the recording paper transport unit 34 (that is, the transported recording paper) is changed, and this distance D and the separation / The relationship between the charge removal effect and the recording paper transportability was experimentally confirmed. Further, as schematically shown in FIG. 7, the width W (corresponding to the width W in FIG. 2), which is the dimension of the conductor 70 in the recording paper conveyance direction, is changed by changing the number of conductors 70 to be superimposed. Then, the relationship between the width W of the conductor 70 and the separation / static discharge effect and the conveyance property of the recording paper is experimentally confirmed, and the facing area S to the recording paper is changed by changing the number of overlapping conductors 70. (Length L × width W) was changed, and the relationship between the facing area S, the separation / static discharge effect, and the conveyance property of the recording paper was experimentally confirmed.
[0044]
In addition, the resistivity R was changed by changing the metal material of the conductor 70, and the relationship between the resistivity R and the separation / static discharge effect and cost performance was experimentally confirmed. Further, the frequency (switch frequency) F of the pulse signal output from the pulse signal generation circuit 94 was changed, and the relationship between the frequency F of the pulse signal and the separation / static elimination effect was experimentally confirmed. The results of confirmation by these experiments are shown in Table 1 below. In these confirmation experiments, other factors (for example, the width W and the conveyance speed of the recording paper) that affect the separation / static elimination effect other than the factors (for example, the distance D) to be the subject of the confirmation experiment are as follows: This is performed by changing various parameter values within a practical range in which the image forming apparatus 10 operates normally.
[0045]
Here, the separation / static elimination effect indicates the ease of peeling of the recording paper from the intermediate transfer drum 46 due to the discharge of the charge on the recording paper and the prevention of contamination by the toner particles of the conductor 70. The paper transportability indicates the ease of transport of the recording paper when passing through the region where the conductor 70 is disposed. The cost property indicates the degree to which the conductor 70 can be configured at a low cost.
[0046]
[Table 1]

[0047]
That is, as shown in Table 1, with respect to the relationship between the distance D and the separation / static elimination effect, the distance D is set within each range of 1 to 5 mm, 5 to 10 mm, 10 to 15 mm, 15 to 20 mm, and more than 20 mm. In this case, the separation / static elimination effect is extremely large (◎) in the range of 1 to 5 mm and 5 to 10 mm, large in the range of 10 to 15 mm (◯), and small in the range of 15 to 20 mm (Δ). In the range exceeding 20 mm, there was almost no effect (×). Note that the separation / static elimination effect differs depending on the distance D because the force acting on the charge and toner particles increases when the distance is short, but acts on the charge and toner particles when the distance is long. This is because the force is reduced.
[0048]
Regarding the relationship between the distance D and the transportability, the recording paper is in an unfavorable state (Δ) in the range of 1 to 5 mm (Δ), and the favorable state (◯) in the range of 5 to 10 mm. 10 to 15 mm, 15 to 20 mm, and in each range exceeding 20 mm, a very good state (◎) was obtained. The difference in the transportability due to the distance D is that the recording paper does not come into contact with the conductor 70 when the distance is a predetermined value or more determined by the paper thickness or the like, but the recording is performed when the distance is less than the predetermined value. This is because the paper comes into contact with the conductor 70.
[0049]
From these facts, the distance D is in a range in which the separation / static elimination effect is highly effective (◯) and extremely effective (◎), and in a state where the transportability is good (◯) and extremely good (◎). Considering the range, it is preferable to set within a range of 5 to 15 mm.
[0050]
Further, regarding the relationship between the width W, which is the dimension of the conductor 70 in the recording paper conveyance direction, and the separation / static elimination effect, the width W is 0 to 1 mm, 1 to 5 mm, 5 to 10 mm, 10 to 15 mm, and more than 15 mm. Separation / static elimination effect when set to each range is small effect (Δ) in the range of 0 to 1 mm, large effect (◯) in each range of 1 to 5 mm and 5 to 10 mm, each of 10 to 15 mm and more than 15 mm The range was extremely effective (極めて). Note that the separation / static elimination effect differs depending on the width W because the force acting on the charge and toner particles increases when the width is short, but acts on the charge and toner particles when the distance is long. This is because the force is reduced.
[0051]
In addition, regarding the relationship between the width W, which is the dimension of the conductor 70 in the recording paper conveyance direction, and the conveyance property, a very good state (良好), 5 to 10 mm and 10 in each range of 0 to 1 mm and 1 to 5 mm. In each range of ˜15 mm, the state was good (◯), and in the range over 15 mm, the recording paper was in an unfavorable state (Δ) due to contact with the conductor 70. Note that the difference in transportability due to the width W does not significantly affect the transportability because the contact time is short even when the recording paper contacts the conductor 70 when the width is short. This is because if the recording paper is long, the contact time becomes long when the recording paper comes into contact with the conductor 70, which greatly affects the transportability.
[0052]
From these facts, the width W of the conductor 70 is within the range in which the separation / static elimination effect is very effective (◯) and extremely effective (◎), the state of good transportability (◯), and the state of extremely good ( In view of the range of), it is preferable to set the value within the range of 1 to 15 mm.
[0053]
Further, regarding the relationship between the opposing area S of the conductor 70 and the separation / static elimination effect, the opposing area S is set to 0 to 300 mm. ² 300-3000mm ² , 3000-6000mm ² 6000-9000mm ² And 9000mm ² Separation / static elimination effect when set to each super range is 0 to 300 mm ² In the range of small effect (△), 300-3000mm ² Large range (○), 3000-6000mm ² 6000-9000mm ² And 9000mm ² In each super range, the effect was extremely large (大). Note that the separation / static charge effect differs depending on the facing area S because the force acting on the charge and toner particles increases when the facing area is large, but on the charge and toner particles when the facing area is small. This is because the acting force decreases.
[0054]
Moreover, about the relationship between the opposing area S of the conductor 70 and transportability, it is 0-300 mm. ² And 300-3000mm ² In each range, a very good state (◎), 3000 to 6000 mm ² And 6000 to 9000 mm ² In each range, good condition (○), 9000 mm ² In an excessive range, the recording paper was in an unfavorable state (Δ) due to contact with the conductor 70. Note that the difference in transportability due to the facing area S is that if the facing area is small, the contact time is short even when the recording paper comes into contact with the conductor 70, so that the transportability is not greatly affected. This is because, when the facing area is large, the contact time becomes long when the recording paper comes into contact with the conductor 70, which greatly affects the transportability.
[0055]
From these facts, the opposing area S of the conductor 70 is in a range in which the separation / static elimination effect is large (◯) and extremely large (◎), in a state where the transportability is good (◯) and in a very good state. (◎) 300 to 9000 mm, considering the range ² It is preferable to set within the range.
[0056]
Further, regarding the relationship between the resistivity R of the conductor 70 and the separation / static elimination effect, the resistivity R is 0 to 0.01 Ω · m, 0.01 to 0.1 Ω · m, 0.1 to 1.0 Ω · m, separation / static elimination effect when set to each range of 1.0 to 10Ω · m and over 10Ω · m is extremely high in each range of 0 to 0.01Ω · m and 0.01 to 0.1Ω · m. Large effect (◎), large effect in the range of 0.1 to 1.0 Ω · m (◯), small effect in the range of 1.0 to 10 Ω · m (△), almost no effect in the range of 10 Ω · m or more (×). Note that the difference in the separation / static charge effect due to the resistivity R is that the force acting on the charge and toner particles increases when the resistivity is small, but the charge and toner particles are affected when the resistivity is large. This is because the acting force decreases.
[0057]
Further, regarding the relationship between the resistivity R of the conductor 70 and the cost based on the material used, it is not preferable in the range of 0 to 0.01 Ω · m (Δ), 0.01 to 0.1 Ω · m, and 0. In each range of 0.1 to 1.0 Ω · m, a good state (◯) was obtained, and in each range of 1.0 to 10 Ω · m and over 10 Ω · m, a very good state (◎) was obtained. Note that the difference in cost performance is caused by the resistivity R because the metal material is inexpensive when the resistivity R is large, but the metal material is expensive when the resistivity R is small.
[0058]
From these facts, the resistivity R of the conductor 70 is in a range where the separation / static elimination effect is very effective (◯) and extremely effective (◎), in a state where the cost is good (◯) and in a very good state. Considering the range of (◎), it is preferable to set within the range of 0.01 to 1.0 Ω · m.
[0059]
Further, regarding the relationship between the frequency F of the pulse signal output from the pulse signal generation circuit 94 and the separation / static elimination effect, the frequency F is 0 to 250 Hz, 250 to 500 Hz, 500 to 750 Hz, 750 to 1000 Hz, and 1000 to 2000 Hz. Separation / static elimination effect when set to each range has almost no effect (×) in the range of 0 to 250 Hz, great effect (◯) in the range of 250 to 500 Hz, and extremely great effect (◎) in the range of 500 to 750 Hz. The effect was large (◯) in the range of 750 to 1000 Hz, and the effect was small (Δ) in the range of 1000 to 2000 Hz. The difference in the separation / static elimination effect due to the frequency F is that, when the frequency is low, the time for continuously acting on the charge and the toner particles becomes long. When the frequency is high, the time for continuously acting on the charge and the toner particles is shortened. Therefore, even if the charge is attracted to the conductor 70, the toner particles are hardly attracted to the conductor 70. It is.
[0060]
From these facts, it is preferable to set the frequency F of the pulse signal within a range of 250 to 1000 Hz in consideration of a range where the separation / static elimination effect is large (◯) and extremely large (◎).
[0061]
In the image forming apparatus 10 of the present invention, as shown in the above embodiment, the conductor 70 is disposed along the width direction of the recording paper at a position along the conveyance path of the recording paper to which the toner image is transferred. The conductor 70 is connected to the ground potential at a predetermined cycle by the switch circuit unit 72. For this reason, since the positive charge charged on the recording paper is effectively discharged by the conductor 70, the recording paper can be easily peeled off from the intermediate transfer drum 46, and the conductor 70 of toner particles from the recording paper can be obtained. Is prevented from being scattered (scattered), and contamination of the conductor 70 with toner is suppressed. Further, since the movement of toner particles from the recording paper to the conductor 70 is prevented, the fine line reproducibility on the recording paper is excellent. Furthermore, since a high voltage power supply is not used to discharge the electric charge charged on the recording paper, there is no possibility that ozone is generated by high voltage and pollutes the environment, and high voltage components are not required. Therefore, it is advantageous in terms of cost.
[0062]
In addition, this invention is not limited to the thing of the said embodiment, For example, the various deformation | transformation aspects as described below can be employ | adopted as needed.
[0063]
(1) In the above embodiment, the conductor 70 has an end face (end face E in FIG. 2) facing the recording paper formed in a sawtooth shape and is sharpened, so that the discharge effect on the recording paper is enhanced. However, it is not limited to this. For example, when the distance between the conductor 70 and the recording paper (shortest distance) is shortened to facilitate discharge, the end surface of the conductor 70 facing the recording paper may be a flat surface.
[0064]
(2) In the above embodiment, the semiconductor switch with a control terminal constituting the switch circuit unit 72 is composed of a bipolar transistor, but is not limited thereto. For example, other elements such as a field effect transistor and a thyristor can be used as the semiconductor switch with a control terminal. Moreover, not only a semiconductor switch with a control terminal but also mechanical switch means such as a relay can be used. When a mechanical switch means such as a relay is used, the switch circuit unit for connecting the conductor 70 to the ground potential at a predetermined cycle turns on the mechanical switch means and the mechanical switch means at a predetermined cycle. Thus, the driving circuit unit is configured to connect the conductor 70 to the ground potential.
[0065]
(3) In the above embodiment, the image forming apparatus 10 includes a plurality of developing

units

60, 62, 64, 66 on the outer periphery of the photosensitive drum 44, and color toner formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 44. The image is transferred to the intermediate transfer drum 46, but is not limited thereto. For example, an intermediate transfer belt can be used in place of the intermediate transfer drum 46. In short, an intermediate transfer member for transferring the toner image formed on the photosensitive drum 44 may be provided.
[0066]
(4) In the above embodiment, the image forming apparatus 10 includes a plurality of developing

units

60, 62, 64, 66 on the outer periphery of the photosensitive drum 44, and color toner formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 44. The image is transferred to the intermediate transfer drum 46, and the toner image transferred to the intermediate transfer drum 46 is transferred to the recording paper. However, the present invention is not limited to this. For example, a tandem type that includes a plurality of photosensitive drums that form color toner images along a conveyance path such as a conveyance belt that conveys recording paper may be used.
[0067]
In this case, the recording paper is charged by + charge when the toner image is transferred from each photosensitive drum, and is thereby electrostatically adsorbed to the conveyance belt and hardly separated (separated) from the conveyance belt. For this reason, the conductor 70 for discharging the charge of the recording paper is arranged at a proper position on the downstream side of the photosensitive drum at the final stage, along the conveyance path such as the conveyance belt of the recording paper. That's fine.
[0068]
(5) In the above embodiment, the image forming apparatus 10 constitutes a color copying machine, but is not limited thereto. For example, a monochrome copying machine may be used. Even in this case, the recording paper is charged by + charge when the toner image is transferred from the photosensitive drum, and is thereby electrostatically attracted to the conveyance belt and hardly separated (separated) from the conveyance belt. For this reason, the conductor 70 for discharging the charge of the recording paper may be disposed at an appropriate position on the downstream side of the photosensitive drum, along the conveyance path such as the conveyance belt of the recording paper. Further, the printer is not limited to a copying machine, and may be a printer or a facsimile machine, or may be a multifunction machine having both functions.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, the image forming apparatus of the present invention includes the discharge unit that discharges the electric charge charged on the recording paper on which the toner image is transferred, and the discharging unit transports the recording paper on which the toner image is transferred. And a switch circuit unit connected between the conductor and the ground potential and conducting at a predetermined cycle. Therefore, it is possible to suppress the conductor that discharges the charge charged on the recording paper from being contaminated by the toner particles, and a high voltage power source is not required to discharge the charge charged to the recording paper. Therefore, environmental pollution due to ozone can also be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an internal configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external perspective view of a conductor constituting a discharge unit.
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a switch circuit unit constituting the discharge unit.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a state in which a charge charged on a recording paper is attracted to a conductor.
FIG. 5 is a diagram for explaining a charged state of a conductor.
FIG. 6 is a diagram for explaining a relationship between a shortest distance between a conductor and a recording paper transport unit and a separation / discharge effect.
FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the width of a conductor and the separation / discharge effect and the like.
[Explanation of symbols]
10 Image forming apparatus
32 Image forming unit (image forming means)
44 Photosensitive drum
70 Conductor
72 Switch circuit section (switching means)
74 Discharge part (discharge means)
90 Bipolar transistor (Semiconductor switching device with control terminal)
94 Pulse signal generation circuit

Claims

An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms a toner image on the surface of the photosensitive drum; and an image forming unit that transfers the toner image to a recording sheet; The discharge means is connected between a conductor disposed along the width direction of the recording paper at a position along the conveyance path of the recording paper to which the toner image is transferred, and between the conductor and the ground potential. An image forming apparatus comprising: a switch circuit unit that is turned on at a predetermined cycle.

The switch circuit unit includes a semiconductor switch element with a control terminal connected between the conductor and a ground potential, and a pulse signal generation circuit that supplies a pulse signal to the control terminal of the semiconductor switch element. The image forming apparatus according to claim 1.

3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the frequency of the pulse signal output from the pulse signal generation circuit is set in a range of 250 to 1000 Hz.

4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the shortest distance between the conductor and the recording paper passing through the conveyance path is set in a range of 5 to 15 mm.

5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a dimension of the conductor in a conveyance direction of the recording paper is set within a range of 1 to 15 mm.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein an opposing area between the conductor and the recording paper is set in a range of 300 to 9000 mm ² .

7. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the resistivity of the conductor is set in a range of 0.01 to 1.0 Ω · m.