JP4468325B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置に関するものであり、特に、静電転写を行う画像形成装置に関するものである。

現在用いられている画像形成装置の多くは、像担持体上に形成されたトナー像を転写装置によって用紙上に静電的に転写した後、搬送ガイドによって用紙を定着装置に搬送し、定着装置によって用紙上にトナー像を定着させるものである。こうして、用紙上にトナー像を形成することができる。

しかし、このような画像形成装置において、転写後の用紙は、転写装置が印加する電荷によって強く帯電する。そのため、帯電した用紙の裏面と搬送ガイドとの間、または定着装置の各部材との間に電位差が生じ、用紙とこれら部材との間で放電（リーク）が起こりやすい。転写されたトナー像を用紙上に拘束するのは静電気力であるため、このリークによって急激な電場の変化が起こると、トナーが飛散し、トナー画像に乱れが生じる。

特に、トナー帯電量の少ない磁性一成分現像システムを用いるとき、低温低湿環境下における印刷時、高抵抗用紙を使用するとき、および両面印刷での２面目への印刷時、等の条件下で、このトナー画像の乱れが起こりやすい。

そこで従来、転写装置と定着装置との間に、用紙を除電する機能を有する除電装置を設けることが考案されてきた。このような除電装置は、用紙に溜まった電荷を除くことで、用紙と搬送ガイドとの間での放電を抑えようとするものである。除電装置の形態としては、針、ブラシ、不繊布を用いるものが提案されている、
除電装置の例として、特許文献１には除電針が記載されている。特許文献１では、転写ローラ直後の位置に除電針を配置し、この除電針に電源から転写バイアスとは反対極性のバイアスを印加する。この反対極性のバイアスによって、除電針は用紙の除電を行う。また、このように、転写バイアスと反対極性のバイアスを印加することで、用紙を像担持体から剥がれやすくすることもできる。

特許文献２には、除電針に加えて、その下流に、用紙に接触するように自己放電性のシート状軟骨部材を設けることが記載されている。このシート状軟骨部材は、自己放電することにより用紙裏面の電荷を除去することができる。また、特許文献２では、シート状軟骨部材として、具体的には導電性の不織布を用いることが記載されている。
特許第２７５９４８７号公報（１９９８年３月２０日登録） 特開２００４-１８４８２２号公報（２００４年７月２日公開）

しかし、上記従来の技術では、用紙から電荷が十分にムラなく除去されるとは言えず、改良の余地がある。

例えば、針またはブラシ状の除電装置では、針またはブラシ毛の先端から放電したり、荷電を受け取ったりして除電するので、針またはブラシ毛が汚れたときなどは、特に局所的に除電されやすい。このように局所的な除電が起こると、トナー画像が部分的に乱れやすい。また、画像を乱さないようにするために用紙から除電針および除電ブラシを離して設けると、十分に除電できないという問題が起こる。

シート状軟骨部材は、用紙と接触した際に用紙の搬送状態を妨げないように、変形できる程度の柔軟性を持っている。しかし、或る用紙を除電したときに用紙から離れて散ったトナーが、搬送面に積もるので、小サイズ紙通紙直後に大サイズ紙通紙を行なうと、大サイズ用紙の裏面を汚してしまう。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みたものであり、用紙等の記録媒体から、ムラなくかつ十分に電荷を除去することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の画像形成装置は、現像剤によって形成された画像を記録媒体上に形成する画像形成装置であって、上記画像を担持する像担持体と、上記像担持体上の上記画像に上記記録媒体を対向配置しつつ、上記記録媒体に電圧を印加することで、上記画像を上記記録媒体上に転写する転写装置と、上記記録媒体上に上記画像を定着させる定着装置と、上記転写装置から上記定着装置へ上記記録媒体を搬送する搬送路と、上記転写装置と上記定着装置との間に、上記搬送路上の上記記録媒体と対向するように設けられ、かつ導電性糸からなる織物を含む導電部と、を備える。

上記画像形成装置においては、転写によって記録媒体が強く帯電する。良好な画像を形成するには、この記録媒体の電荷は、定着装置に搬送されるまでに適度に除去することが望まれる。上記画像形成装置は、上記転写装置と上記定着装置との間に、上記搬送路上の上記記録媒体と対向するように設けられた導電部を備えるので、転写装置から定着装置に至るまでに、この導電部によって記録媒体の電荷を除電することができる。さらに、導電部が導電性糸からなる織物を含むことによって、針、ブラシ、または不織布を用いた除電装置よりも、除電ムラを低減することができる。

第２の画像形成装置は、第１の画像形成装置であって、上記搬送路の搬送方向に垂直な方向において、上記導電部の大きさは、上記方向における記録媒体の大きさ以上である。

上記構成によると、記録媒体をより均一に除電することができ、さらに良好な画像を得ることができる。

第３の画像形成装置は、第１または第２の画像形成装置において、上記織物の表面抵抗が０．１Ω／ｍｍ^２以下である。

表面抵抗が上記範囲であることによって、除電効率を向上させることができる。

第４の画像形成装置は、第１〜第３のいずれかの画像形成装置であって、上記搬送方向を横切る方向に延びる弾性部材をさらに備え、上記搬送路は、第一搬送路と、上記搬送方向において上記第一搬送路と上記弾性部材を挟むように設けられた第二搬送路とを備え、上記導電部は、上記弾性材料の表面のうち、少なくとも搬送時に上記記録媒体に対向する部分を覆うように設けられている。

上記弾性部材を用いることで、その弾性ゆえに、搬送方向において、第一搬送路と第二搬送路との間を隙間なく埋めることが容易となる。そして、導電部によってこの弾性部材の記録媒体との対向部分を覆うことで、搬送方向において、第一搬送路と第二搬送路との間を導電部によって隙間なく埋めることができる。

第５の画像形成装置は、第１〜第４のいずれかの画像形成装置において、上記導電部は、搬送時における上記記録媒体との最短距離が、搬送時における上記搬送路と上記記録媒体との最短距離よりも大きく設定されている。

導電部と記録媒体とが接触すると、記録媒体の有する電荷が接触箇所において集中的に導電部に移動してしまい、記録媒体上の画像が乱れる原因となる。請求項５の画像形成装置によると、導電部と記録媒体とが接触しにくいため、このような画像の乱れが起こりにくい。

第６の画像形成装置は、第１〜第５のいずれかの画像形成装置であって、上記転写装置と上記導電部との間に、上記転写装置が上記記録媒体に印加した電圧とは逆の極性の電圧を印加する電圧印加装置をさらに備える。

転写後の記録媒体は、その電荷によって像担持体に吸着しやすくなっている。しかし、電圧印加装置を設けることで、像担持体から離れやすくなるという効果を奏する。

第７の画像形成装置は、第１〜第６のいずれかの画像形成装置であって、現像剤は磁性一成分現像剤である。

磁性一成分現像剤は、二成分現像剤に比べて帯電量が小さいため、周囲の電場の変化によって画像が乱れやすい。しかし、上記画像形成装置によると、導電部によって記録媒体をムラなく除電することができるので、定着時にも画像が乱れにくく、良好な画像を得ることができる。

本発明の画像形成装置は、現像剤によって形成された画像を記録媒体上に形成する画像形成装置であって、上記画像を担持する像担持体と、上記像担持体上の上記画像に上記記録媒体を対向配置しつつ、上記記録媒体に電圧を印加することで、上記画像を上記記録媒体上に転写する転写装置と、上記記録媒体上に上記画像を定着させる定着装置と、上記転写装置から上記定着装置へ上記記録媒体を搬送する搬送路と、上記転写装置と上記定着装置との間に、上記搬送路上の上記記録媒体と対向するように設けられ、かつ導電性糸からなる織物を含む導電部と、を備える。

上記画像形成装置によると、転写によって強く帯電した記録媒体を、導電性糸からなる織物を含む導電部によって、従来の除電装置よりもムラなく除電することができる。

本発明の実施の一形態について、以下に説明する。図１は、本実施形態の画像形成装置１００の要部構成を示す断面図である。

本実施形態の画像形成装置１００は、除電部１０１を備える以外は、従来の画像形成装置の構成を好適に利用することができる。

そのような画像形成装置の一例として、画像形成装置１００は、トナー画像を形成する画像形成部（１〜６）、定着装置７、給紙カセット８、排紙部９、搬送ローラ１１…、除電部１０１、および剥離装置（電圧印加部）１０２を備える。

画像形成部は、矢印方向に回転可能な感光体ドラム（像担持体）１を備え、さらに、感光体ドラム１の周囲にその回転方向に沿って、帯電装置２、レーザユニット３、現像装置４、転写装置５、およびクリーニング装置６を備える。

画像形成時には、帯電装置２が感光体ドラム１を一様に帯電させる。レーザユニット３は、図示しない制御部から送られる画像データに応じて、この帯電した感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。現像装置４は、トナーを感光体ドラム１上に供給することで、静電潜像をトナー画像として顕像化する。

こうして形成されたトナー画像は、転写装置５によって用紙Ｐ上に転写される。転写装置５は、感光体ドラム１と、用紙Ｐを挟んで対向するように設けられる。転写装置５は、いわゆる静電転写を行うものであって、用紙Ｐの裏面（トナー画像が印刷される面とは逆の面）にトナーと逆極性の電圧を印加することによって感光体ドラム１上のトナー画像を用紙Ｐ上に転写する。

クリーニング装置６は、転写後も感光体ドラム１上に残存するトナーを除去するブレードである。

定着装置７は、用紙Ｐ上に転写されたトナー画像を熱および圧力によって用紙Ｐ上に定着させるものである。

給紙カセット８は印刷前の用紙Ｐを収容し、排紙部９には印刷後の用紙Ｐが排出される。

用紙Ｐは、搬送ローラ１１、図示しない搬送ベルト、後述の搬送ガイド１０（図２）等によって、給紙カセット８から画像形成部の転写装置５、次いで定着装置７に搬送され、最後に排紙部９に排出される。図中に用紙Ｐの搬送方向を太矢印で示す。なお、以下で「下流」、「上流」とはそれぞれ、用紙Ｐの搬送方向（矢印で示す）の下流、上流を意味する。

除電部１０１は、搬送方向に沿って、転写装置５より下流、定着装置７より上流に設けられる。また、剥離装置１０２は、転写装置５より下流、除電部１０１より上流に設けられる。

次に、図２・３を参照して、除電部１０１およびその周辺の部材について詳細に説明する。図２は、除電部１０１およびその周辺構成の部材の構成を示す断面図であり、図３は平面図である。図２・３共に、用紙Ｐの進行方向（搬送方向）を矢印で示す。

除電部１０１は、用紙Ｐと対向する部分が、導電性糸からなる織物（以下、単に導電性織物と称する）を含む導電部１０３となっている。本実施形態では、除電部１０１は弾性を有する芯材１０４をさらに備え、その周囲を導電部１０３が包む形状となっている。なお、「導電性織物」には、不織布は含まれない。

剥離部１０２としては、従来の除電針または除電ブラシを利用することができる。本実施形態では、剥離部１０２は、針部１０５、および針部１０５を介して用紙Ｐに転写装置５とは反対の極性の電圧を印加する電源１０６を備える。なお、剥離部１０２は針部１０５のみとして、電圧を印加しない形態でも良い。

搬送ガイド１０は、転写装置５と定着装置７との間に設けられ、搬送方向に沿って２つの領域（転写後搬送ガイド１２および定着進入ガイド１３）を備える。転写後搬送ガイド１２と定着進入ガイド１３とは、間隙をもって設けられており、この間隙内に除電部１０１が設けられている。

転写後搬送ガイド１２および定着進入ガイド１３は、搬送方向に延びる板金１２ａ（１３ａ）、および板金１２ａ（１３ａ）の、用紙Ｐが通過する側の面に設けられ、かつ搬送方向に平行に延びる複数のリブ１２ｂ（１３ｂ）をそれぞれ備える。

上述の除電部１０１は、導電部１０３と導電性の両面粘着テープとを介して、下記板金１２ａに装着されている。それゆえ、導電部１０３の電位は、板金１２ａと同等の電位となる。

画像形成時、転写装置５にて用紙Ｐにトナー画像が転写された直後、用紙Ｐの帯電量は非常に大きくなっている。剥離装置１０２が用紙Ｐに転写装置５とは反対の極性の電圧を印加する。すると、感光体ドラム１から用紙Ｐが離れやすくなる。但し、剥離装置１０２によって電圧を印加されても、用紙Ｐは完全には除電されておらず、その帯電状態にもムラがある。

次に用紙Ｐは、転写後搬送ガイド１２によって定着装置７に向けて搬送される。板金１２ａは帯電量が小さく、多くの場合はＧＮＤとなっている。そのため、用紙Ｐと板金１２ａとが接触すると、トナー画像が乱れてしまう。しかし、本実施形態においては、リブ１２ｂを設けることにより、用紙Ｐは板金１２ａには接触させないようにしているので、トナー画像は乱れにくい。さらに、板金１２ａ上を通過することによって、搬送中に用紙Ｐは緩やかに除電されるという効果を奏する。

こうして搬送されてきた用紙Ｐは、次に除電部１０１の上を通過する。このとき、用紙Ｐから除電部１０１の導電部１０３へ電荷が移動し、用紙Ｐは除電される。導電部１０３は導電性織物であることによって、従来の除電装置に比べてより均一に用紙Ｐを除電することができ、かつトナー画像を乱しにくい。これは、不織布では毛羽立ちが大きく、表面構造が不規則である。それゆえ、不織布では集中的に除電が起こり、その結果、除電ムラが起こりやすい。それに対して織物は、糸が規則的に織られたものなので、表面構造が不織布よりも規則的であり、かつ毛羽立ちも小さい。それゆえ、除電ムラを低減することができる。

こうして除電された用紙Ｐは、転写後搬送ガイド１２の下流側に設けられた定着進入ガイド１３によって定着装置７へ導かれる。

このように、本実施形態の構成によると、除電部１０１によって、用紙Ｐをより均一に除電することができるので、良好な画像を得ることができる。

なお、導電部１０３に含まれる導電性織物の材質は特に限定されないが、導電性織物の表面抵抗は、０．１Ω／ｍｍ^２以下であることが好ましい。表面抵抗をこの範囲とすることで除電の効率が向上する。

除電部１０１の、搬送方向に垂直な方向における幅Ｌは、同方向における用紙の幅Ｌ’以上とすることが好ましい。こうすることで、用紙Ｐ全体を除電することができる。

また搬送方向において、除電部１０１（特に導電部１０３の用紙Ｐとの対向面）の幅Ｍは任意に設定可能だが、大きくすることによって、より除電効果を高めることができる。

本実施形態においては、除電部１０１が弾性部材１０４および導電部１０３を備えるので、導電部１０３が転写後搬送ガイド１２と定着進入ガイド１３とに密着することができる。つまり、用紙Ｐとの対向面において、転写後搬送ガイド１２と定着進入ガイド１３との間隙を、導電部１０３によって隙間なく埋めることができる。それゆえ、除電ムラをさらに低減することができるという効果を奏する。

弾性部材１０４は、このような効果を得ることができるものであればよい。具体的には、発泡ポリウレタン等を用いることができる。

本実施形態の搬送ガイド１０は、リブ１２ｂおよび１３ｂにおいて用紙Ｐと接触するので、搬送時の用紙Ｐと搬送ガイド１０との最短距離は０となる。導電部１０３と用紙Ｐとは接触しないことが好ましいので、導電部１０３と用紙Ｐとの最短距離Ｊは、０より大きいことが好ましい。

また、板金１２ａの厚み方向において、導電部１０３の用紙Ｐとの対向面は、下記板金１２ａの用紙Ｐとの対向面（つまり板金１２ａ上でリブ１２ｂが設けられた面）から、用紙Ｐから距離Ｈ（ｍｍ）離れた位置に設けられ、Ｈは０〜３ｍｍの範囲内であることが好ましい。

Ｈを０以上とすれば、板金１２ａ（１３ａ）と同じく、リブ１２ｂ（１３ｂ）によって用紙Ｐとの距離を保つことができ、用紙Ｐと接触しにくくなる。一方、用紙Ｐからの距離が大きくなりすぎると、除電効果が小さくなり、十分に除電することができないことがある。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても、本発明に含まれる。

以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

＜試験‐１＞
図１〜３を参照して説明した画像形成装置において、図４に示す通りに条件を変更して、画像の乱れ、および、除電ムラの有無を調べた。なお、除電部の構成以外は、比較例および実施例の条件は同一であるとする。また、説明の便宜上、図１では両面印字のための機構を記載していないが、本試験で用いた画像形成装置は、両面印字機構を備えるものである。

温度１０℃、湿度１５％の環境下、図４に示す各紙種各３０枚に、ハーフトーン画像にて両面印字を行った。３０枚中１枚でも、１面目で画像乱れが発生した（１面目で画像乱れが発生すると２面目も必ず発生する）場合には×、２面目のみで発生した場合には△、１・２面目とも３０枚全てで画像乱れが発生しなかった場合には○と評価した。

また、実施例１〜３および比較例５で用いたガスケット‐１〜４は、竹内工業株式会社製であり、芯材である発泡ウレタンを備える。

ガスケット-１，２および４は、導電部が導電性織物であり、ガスケット‐３は、ガスケット２の導電性織物と同一の繊維を用いた不織布である。特に、ガスケット‐１の導電性織物は、ポリエステルに銅とニッケルの２層メッキを施した繊維を織ったものである。

比較例１〜４では、従来の除電装置に用いられてきた部材を用いた。すると、表面抵抗の大きい紙種では画像の乱れが大きいか、除電ムラが発生するという結果になった。

一方、実施例１〜３では、良好な画像を得ることができたと共に、除電ムラも発生しなかった。

比較例５では、導電部を実施例２の織物と同一の繊維からなる不織布としたところ、高抵抗の紙種では良好な画像を得ることができなかった。

また、比較例６から９のように、繊維ではなくシートを、用紙に接触するように、あるいは離間させて設けることで除電を行ったが、良好な画像は得られなかった。

＜試験‐２＞
上述の実施例１のガスケット‐１を除電部として用い、図２における長さＨを変化させた以外は、試験‐１と同様の操作を行い、目視によって静電飛散の有無を調べた。Hが大きくなるほど用紙Pからがガスケットまでの距離が大きくなる。印刷した３０枚中１枚でも、１面目で静電飛散が起きれば×、２面目で起きれば△、１・２面とも３０枚全てで静電飛散が起きなかった場合は○と評価した。その結果、Hは０ｍｍ〜３ｍｍが好適であった。

本発明の実施の一形態の画像形成装置の要部構成を示す断面図。 図１の画像形成装置の除電装置およびその周囲の構成を示す断面図。 図１の画像形成装置の除電装置およびその周囲の構成を示す平面図。 本発明の実施例および比較例の構成および評価結果を示す図面。 本発明の実施例の構成および評価結果を示す図面。

符号の説明

１ 感光体ドラム（像担持体）
５ 転写装置
７ 定着装置
１０ 搬送ガイド（搬送路）
１２ 転写後搬送ガイド（第一または第二搬送路）
１２ａ 板金
１２ｂ リブ
１３ 定着進入ガイド（第一または第二搬送路）
１３ａ 板金
１３ｂ リブ
１００ 画像形成装置
１０１ 除電部
１０２ 剥離装置（電圧印加部）
１０３ 導電部
１０４ 芯材（弾性部材）
Ｈ 板金上面から導電部までの距離
Ｊ 導電部と用紙との距離
Ｌ 導電部の幅
Ｌ’ 用紙の幅
Ｐ 用紙（記録媒体）

Claims (6)

1. 現像剤によって形成された画像を記録媒体上に形成する画像形成装置であって、
   上記画像を担持する像担持体と、
   上記像担持体上の上記画像に上記記録媒体を対向配置しつつ、上記記録媒体に電圧を印加することで、上記画像を上記記録媒体上に転写する転写装置と、
   上記記録媒体上に上記画像を定着させる定着装置と、
   上記転写装置から上記定着装置へ上記記録媒体を搬送する搬送路と、
   上記転写装置と上記定着装置との間に、上記搬送路上の上記記録媒体と対向するように設けられ、かつ導電性糸からなる織物を含む導電部と、を備え、
   上記画像形成装置は、上記搬送方向を横切る方向に延びる弾性部材をさらに備え、
   上記搬送路は、第一搬送路と、上記搬送方向において上記第一搬送路と上記弾性部材を挟むように設けられた第二搬送路とを備え、
   上記導電部は、上記弾性材料の表面のうち、少なくとも搬送時に上記記録媒体に対向する部分を覆うように設けられる画像形成装置。
2. 上記搬送路の搬送方向に垂直な方向において、上記導電部の大きさは、上記搬送方向に垂直な方向における上記記録媒体の大きさ以上である請求項１の画像形成装置。
3. 上記織物の表面抵抗は、０．１Ω／ｍｍ^２以下である請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 上記導電部は、搬送時における上記記録媒体との最短距離が、搬送時における上記搬送路と上記記録媒体との最短距離よりも大きく設定されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 上記転写装置と上記導電部との間に、上記転写装置が上記記録媒体に印加した電圧とは逆の極性の電圧を印加する電圧印加装置をさらに備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 上記現像剤は磁性一成分現像剤である請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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