JP5169172B2

JP5169172B2 - 除電手段、及びこれを備えた画像形成装置

Info

Publication number: JP5169172B2
Application number: JP2007304486A
Authority: JP
Inventors: 純司淡田; 喜彦田村; 治大河内; 真日人佐藤; 弘勝菅原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2027-11-26
Also published as: JP2009128692A

Description

本発明は、画像形成装置等により蓄積された記録媒体等の静電気を除電する除電手段、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

特許文献１には、記録媒体の搬送方向に沿って先端部の位置が変化する除電ブラシ、及びこの除電ブラシを採用した画像形成装置が記載されている。

つまり、記録媒体の搬送方向に沿って除電ブラシの先端部の位置を変化させることで、除電ブラシを通過する記録媒体と除電ブラシの先端部との距離が順次変化するようになっている。

この構成によって、除電ブラシの取付け精度、除電ブラシの毛足の長さばらつき、及び記録媒体の変形等により、除電ブラシの先端部と記録媒体の距離にばらつきが生じても、どこかで記録媒体と除電ブラシの先端部との距離を、除電ブラシが記録媒体の静電気を効率良く除電することができる距離とすることができる。
特開平６−１９９０１０号公報

しかしながら、除電ブラシの搬送方向の厚さは、通常は構造上薄く（例えば１ｍｍ程度）、記録媒体と除電ブラシの先端部の距離が変化する中で、この距離が、記録媒体の静電気を効率良く除電することができる距離となるのはほんの一部分である。この一部分で記録媒体（被除電部材）の静電気を除電するのは困難であると思われる。

一方、除電ブラシ（除電手段）の厚さを厚くすることも考えられるが、記録媒体への走行抵抗が大きなものとなってしまう。

本発明は、上記事実を考慮し、被除電部材の静電気を除電することが課題である。

本発明の請求項１に係る除電手段は、搬送される被除電部材に接して、前記被除電部材に帯電した静電気を除電する除電手段であって、前記被除電部材の搬送方向に対して交差する交差方向に延びて前記被除電部材と接すると共に、前記交差方向に傾斜辺を有する山谷形状とされた先端部を備えるブラシ部材と、前記ブラシ部材に対向し、先端部が、前記ブラシ部材の先端部と向かい合い前記ブラシ部材の先端部に沿った傾斜辺を有する山谷形状とされる対向ブラシ部材と、が設けられることを特徴とする。

上記構成によれば、ブラシ部材に対向して対向ブラシ部材が設けられ、対向ブラシ部材の先端部は、ブラシ部材と向かい合ってブラシ部材同様に傾斜辺を有する山谷形状とされている。

このように、ブラシ部材及びこれに対向する対向ブラシ部材を設けることで、ブラシ部材及び対向ブラシ部材がお互いに対向電極となり、効率良く安定した状態で被除電部材の静電気を除電することができる。

本発明の請求項２に係る除電手段は、搬送される被除電部材に接して、前記被除電部材に帯電した静電気を除電する除電手段であって、前記被除電部材の搬送方向に対して交差する交差方向に延びて前記被除電部材と接すると共に、前記交差方向に傾斜辺を有する山谷形状とされた先端部を備えるブラシ部材と、前記被除電部材の搬送方向に前記ブラシ部材と並んで設けられ、先端部が、前記交差方向に対して傾斜辺を有する山谷形状とされ、先端部の山谷形状の山部は前記ブラシ部材の先端部の山谷形状の山部に対して前記交差方向へずれている並設ブラシ部材と、が設けられることを特徴とする。

上記構成によれば、ブラシ部材に対して並んで設けられる並設ブラシ部材の先端部は、傾斜辺を有する山谷形状とされ、並設ブラシの先端部の山谷形状の山部はブラシ部材の先端部の山谷形状の山部に対して交差方向へずれている。

このため、ブラシ部材の先端部で充分除電できなかった被除電部材の部分を並設ブラシ部材の先端部で除電することができ、交差方向に渡って被除電部材の静電気を除電することができる。

本発明の請求項３に係る画像形成装置は、被除電部材としての記録媒体に画像を形成させる画像形成手段と、前記画像形成手段によって前記記録媒体に帯電した静電気を除電する請求項１又は２に記載の除電手段と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、請求項１又は２に記載の除電手段が、画像形成手段によって記録媒体に帯電した静電気を除電する。このため、画像形成後の記録媒体を取り出すときにユーザが感電するのを防止することができる。

本発明によれば、被除電部材の静電気を除電することができる。

本発明の第１実施形態の除電手段としての除電ブラシ１０が搭載された画像形成装置１００を図１〜図３に従って説明する。

図３に示されるように、画像形成装置１００の筐体６０内の下部には、画像形成装置１００から引出し可能な給紙カセット６２が配置されており、給紙カセット６２には、画像形成装置１００の画像形成部６４に供給される記録媒体としてのシート材Ｐが積載されている。

給紙カセット６２に積層されたシート材Ｐは、ピックアップロール６６によって順次取り出され、さらに、回転駆動する給紙ロール６８と分離ロール７０とから構成される給紙手段によって、一枚ずつ搬送される構成となっている。

また、筐体６０内の所定位置には、搬送ロール７２が配置されており、シート材Ｐを搬送する搬送経路７４を構成している。また、搬送経路７４の両側にはガイド部材７６が配置されており、ガイド部材７６はシート材Ｐを搬送経路７４に沿って案内する。なお、以下において、単に「上流」、「下流」というときは、搬送方向の上流及び下流をそれぞれ意味するものとする。

搬送経路７４の途中には、感光体ドラム８０がシート材Ｐに接触するように配置されており、シート材Ｐに接触しつつ回転するようになっている。感光体ドラム８０の表面は、図示しない帯電装置で帯電された後、光走査装置８２によって画像情報に応じた光ビームが照射されて静電潜像が形成される。そしてこの静電潜像に対し、現像装置８４からトナーが供給されトナー像として可視化される。

画像形成部６４は、感光体ドラム８０と転写ロール８６とで構成され、感光体ドラム８０は、転写ロール８６との間でシート材Ｐを挟持して、シート材Ｐに密着する。これにより、感光体ドラム８０上のトナー像がシート材Ｐに転写され、シート材Ｐに画像が形成される。

感光体ドラム８０の下流側には、定着装置８８が配置されている。定着装置８８は、２つのロールから構成され、内部にヒータを備えた加熱ロール８８Ｈと、加圧ロール８８Ｎとを備えている。そして、これら２つのロールでシート材Ｐを挟持し回転搬送することでシート材Ｐを加熱し、シート材Ｐのトナー像をシート材Ｐに定着させる。

定着装置８８の下流側には、排出ロール１１８が配置されており、トナー画像が定着されたシート材Ｐは、排出ロール９０によって搬送され、除電手段としての除電ブラシ１０の下端部近傍を通って筐体６０の側面に設けられた排出トレイ９２へ排出される構成となっている。なお、除電ブラシ１０については詳細を後述する。

また、筐体６０の上方にはスキャナ９４が設けられており、用紙等に形成された画像情報を読み取ることができるようになっている。

上記構成による画像形成装置１００では、次のようにして画像が形成される。

まず、電圧が印加された図示しない帯電器は、感光体ドラム８０の表面を予定の電位で一様にマイナス帯電する。

続いて、スキャナ９４によって読み取られた画像情報に基づいて光走査装置８２が帯電された感光体ドラム８０の上に静電潜像を形成する。

すなわち、図示しない制御装置から供給される画像データに基づき、光走査装置８２によって画像データに対応した静電潜像が感光体ドラム８０上に形成される。さらに、この静電潜像は、現像装置８４から供給されるトナーによってトナー画像として可視化される。

そこで、給紙カセット６２から、ピックアップロール６６によって取り出されたシート材Ｐが、給紙ロール６８と分離ロール７０によって一枚ずつガイド９６に沿って搬送経路７４に送り出され、搬送ロール７２に挟持搬送されて感光体ドラム８０と転写ロール８６の間を通りトナー画像がシート材Ｐに転写される。

この転写されたトナー画像は、定着装置８８に備えられた加熱ロール８８Ｈと加圧ロール８８Ｎの間を通過することでシート材Ｐに定着され，シート材Ｐは排出ロール９０によって除電ブラシ１０の下端部近傍を通って排出トレイ９２に排出される。

シート材Ｐが除電ブラシ１０の下端部近傍を通過することで、除電ブラシ１０が画像形成時等にシート材Ｐに生じた静電気を除電する。つまり、静電気が除電されたシート材Ｐが排出トレイ９２へ排出される。

次に、除電ブラシ１０について詳細に説明する。

図２（Ｂ）に示されるように、排出ロール９０の下流に設けられる除電ブラシ１０は、シート材Ｐの搬送方向（図２（Ｂ）に示す矢印Ａ方向）に対して直角に交差する交差方向（図２（Ｂ）に示す矢印Ｂ方向）に延びている。

さらに、図２（Ａ）（Ｂ）に示されるように、除電ブラシ１０は、交差方向に延びる矩形状の導電性フレーム１２と、導電性フレーム１２に基端部が固定され先端部がシート材Ｐに対向するブラシ部材１４とを備えて構成されている。

本実施形態では、導電性フレーム１２は、アルミ材で形成され、図示せぬ本体フレームに固定されてこの本体フレームを介して接地されている。

また、ブラシ部材１４は、束状の柔軟なカーボン繊維によって構成され、先端部が交差方向に対して斜めに傾く傾斜辺１４Ａを有するノコギリ型（山谷形状）とされている。

ここで、除電ブラシ１０の取付け精度及びシート材Ｐの変形等で、ブラシ部材１４の先端部とシート材Ｐの距離にばらつきが生じ、シート材Ｐに帯電した静電気をブラシ部材１４の先端部で除電することができる距離が保たれないことが考えられる。

しかし、前述した構成により、図１で示されるように、例えば、シート材Ｐの搬送位置が下側にばらつきＤ位置を通過するときは、傾斜辺１４ＡのＦ部近傍でシート材Ｐがブラシ部材１４の先端部を通過する。これにより、Ｆ部近傍で、ブラシ部材１４が効率良くシート材Ｐの静電気を除電する。

一方、例えば、シート材Ｐの搬送位置が上側にばらつきＧ位置を通過するときは、傾斜辺１４ＡのＨ部近傍でシート材Ｐがブラシ部材１４の先端部を通過する。これにより、Ｈ部近傍で、ブラシ部材１４が効率良くシート材Ｐの静電気を除電する。

つまり、傾斜辺１４Ａを設けることで、シート材Ｐの搬送位置がばらついても、必ず、ブラシ部材１４の先端部をシート材Ｐの一部が通り、この部位でブラシ部材１４がシート材Ｐの静電気を効率良く除電する。

なお、シート材Ｐとブラシ部材１４がラップする部分では、ブラシ部材１４の先端部近傍には劣るがシート材Ｐの静電気を除電することができる。

このように、ブラシ部材１４の先端部に傾斜辺１４Ａを設けることで、シート材Ｐの搬送位置がばらついても、シート材Ｐの静電気を除電することができる。

また、シート材Ｐの静電気を除電することで、ユーザが排出トレイ９２に排出されたシート材Ｐを取り出す時に、ユーザが感電（静電ショック）するのを防止することができる。

また、シート材Ｐの静電気を除電することで、シート材Ｐ間の静電吸着による揃え不良を防止することができる。

また、シート材Ｐの静電気を除電することで、シート材Ｐ間の静電吸着によるシート材Ｐの重送（捌き不良）を防止することができる。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、ブラシ部材１４の先端部をノコギリ型として傾斜辺１４Ａを設けたが、ブラシ部材の先端部をジグザク型又は波型等として傾斜辺をもうけてもよい。

また、本実施形態では、搬送されるシート材Ｐの上側にブラシ部材１４を配置してシート材Ｐの静電気を除電したが、搬送されるシート材Ｐの下側にブラシ部材を配置してシート材Ｐの静電気を除電してもよい。

次に本発明の第２実施形態の除電ブラシ２０が搭載された画像形成装置１００を図４、図５に従って説明する。

なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。

図４で示されるように、この実施形態では第１実施形態とは違い、ブラシ部材１４の先端部に対向するように対向ブラシ部材２２が設けられている。

詳細には、対向ブラシ部材２２の先端部は、ブラシ部材１４の先端部と対向するように設けられ、ブラシ部材１４の先端部の形状に沿った傾斜辺２２Ａを有するノコギリ型とされている。また、対向ブラシ部材２２の基端部は、交差方向（図４に示すＢ方向）に延びる矩形状の導電性フレーム２４に支持されており、この導電性フレーム２４は、アルミ材で形成され、図示せぬ本体フレームに固定されてこの本体フレームを介して接地されている。

以上の構成により、排出ロール９０に送り出され、静電気を帯びたシート材Ｐは、ブラシ部材１４と対向ブラシ部材２２の間を通過する。シート材Ｐが変形している場合でもシート材Ｐの表面及び裏面は、ブラシ部材１４及び対向ブラシ部材２２に押圧され、シート材Ｐの形状は、ブラシ部材１４及び対向ブラシ部材２２によって矯正される。

このように、シート材Ｐが矯正されることで、傾斜辺１４Ａ及び傾斜辺２２Ａの中央部近傍をシート材Ｐが通過する。これにより、ブラシ部材１４及び対向ブラシ部材２２の先端部を確実にシート材Ｐが通過し、ブラシ部材１４及び対向ブラシ部材２２がシート材Ｐの静電気をさらに効率良く除電することができる。

また、ブラシ部材１４と対向ブラシ部材２２を対向して配置することで、お互いが対向電極となり、シート材Ｐの放電が安定することで、除電効率をさらに高くすることができる。

ここで、本出願の発明者は、ブラシ部材の先端部をノコギリ型にして、シート材Ｐの静電気がどの程度除電できるかを実際に確認した。

図５（Ａ）は，先端部をノコギリ型にした場合の除電量を示し、図５（Ｂ）は、比較例として、従来どうり先端部を直線型とした場合の除電量を示している。

図５（Ａ）の縦軸は、ブラシ部材を通過した後のシート材Ｐの表面電位を示し、表面電位が低い程シート材Ｐの静電気が除電されている。また、横軸は、ブラシ部材の上下方向の位置を示し、基準位置（０）を境に上方及び下方へ１．５ｍｍ，３ｍｍ、６ｍｍずらしてシート材Ｐの表面電位を測定している。なお、ブラシ部材の上下については、＋がブラシ部材を上方へ移動させた場合で、−がブラシ部材を下方へ移動させた場合である。

図５（Ｂ）の縦軸及び横軸についても図５（Ａ）と同様である。

さらに、図５（Ａ）（Ｂ）の実線は、ブラシ部材をシート材Ｐの上側に配置した場合を示し、一点鎖線は、ブラシ部材をシート材Ｐの下側に配置した場合を示し、点線は、ブラシ部材を上下に対向させて配置した場合を示す。

例えば、ブラシ部材を対向させて配置した場合（点線）をみると、ノコギリ型にした場合（図５（Ａ））の方が、従来の直線型とした場合（図５（Ｂ））と比較して、ブラシ部材の位置が上下にばらついてもシート材Ｐの表面電位を下げることができることが分かる。つまり、ブラシ部材の取付位置ばらつきやシート材Ｐの変形等で、狙い通りの位置をシート材Ｐが通過しなくても、ブラシ部材は、従来の直線型と比較して多くの静電気を除電することができる。

同様に、ブラシ部材を上側に配置した場合（実線）及び下側に配置した場合（一点鎖線）も、図５（Ａ）と図５（Ｂ）とを比較して、ノコギリ型にした場合（図５（Ａ））の方が、従来の直線型とした場合（図５（Ｂ））と比較して、ブラシ部材の位置が上下にばらついてもシート材Ｐの表面電位を下げることができることが分かる。

次に本発明の第３実施形態の除電ブラシ３０が搭載された画像形成装置１００を図６に従って説明する。

なお、第２実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。

図６で示されるように、この実施形態では第２実施形態とは違い、ブラシ部材３２及び対向ブラシ部材３６の先端部の形状は、傾斜辺３２Ａ及び傾斜辺３６Ａを有するジグザク型とされている。

この構成により、搬送されるシート材Ｐはブラシ部材３２及び対向ブラシ部材３６に押圧され、シート材Ｐの形状が矯正される。これにより、傾斜辺３２Ａ及び傾斜辺３６Ａの中央部近傍をシート材Ｐが通過するようになっている。

次に本発明の第４実施形態の除電ブラシ４０が搭載された画像形成装置１００を図７に従って説明する。

図７で示されるように、この実施形態では第２実施形態とは違い、ブラシ部材４２及び対向ブラシ部材４６の先端部の形状は、傾斜辺４２Ａ及び傾斜辺４６Ａを有する波型とされている。つまり、傾斜辺４２Ａ及び傾斜辺４６Ａは、直線ではなく曲線にて構成されている。

この構成により、搬送されるシート材Ｐはブラシ部材４２及び対向ブラシ部材４６に押圧され、シート材Ｐの形状が矯正される。これにより、傾斜辺４２Ａ及び傾斜辺４６Ａの中央部近傍をシート材Ｐが通過するようになっている。

次に本発明の第５実施形態の除電ブラシ５０が搭載された画像形成装置１００を図８、図９に従って説明する。

図８で示されるように、この実施形態では第１実施形態とは違い、シート材Ｐの搬送方向（図８に示す矢印Ａ方向）にブラシ部材１４と並んで並設ブラシ部材５２及び並設ブラシ部材５４が設けられている。

詳細には、図８、図９に示されるように、導電性フレーム５６に支持される並設ブラシ部材５２及び導電性フレーム５８に支持される並設ブラシ部材５４の先端部は、ブラシ部材１４と同様に傾斜辺５２Ａ及び傾斜辺５４Ａを有するノコギリ型とされている。

また、図９（Ｂ）に示されるように、並設ブラシ部材５２の先端部のノコギリ型の山部は、ブラシ部材１４のノコギリ型の山部に対して交差方向（図９（Ｂ）に示す矢印Ｂ方向）へずれている。さらに、並設ブラシ部材５４の先端部のノコギリ型の山部は、並設ブラシ部材５２のノコギリ型の山部に対して交差方向（図９（Ｂ）に示す矢印Ｂ方向）へずれている。つまり、傾斜辺１４Ａ，５２Ａ、及び５４Ａが、交差方向へずれる構成とされている。

このように、傾斜辺１４Ａ，５２Ａ、及び５４Ａを交差方向にずらすことで、ブラシ部材１４の先端部を通過するシート材Ｐの部位と、並設ブラシ部材５２の先端部を通過するシート材Ｐの部位と、並設ブラシ部材５４の先端部を通過するシート材Ｐの部位が、交差方向にずれる。

これにより、ブラシ部材１４の先端部で充分除電できなかった部位を並設ブラシ部材５２の先端部が除電し、さらに、ブラシ部材１４及び並設ブラシ部材５２の先端部で充分除電できなかった部位を並設ブラシ部材５４の先端部が除電する。このため、交差方向に渡って満遍なくシート材Ｐの静電気を除電することができる。

本発明の第１実施形態に係る除電ブラシを示した拡大正面図である。（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る除電ブラシを示した正面図及び斜視図である。本発明の第１実施形態に係る除電ブラシが採用された画像形成装置の概略構成図である。本発明の第２実施形態に係る除電ブラシを示した正面図及び斜視図である。（Ａ）（Ｂ）本発明の第２実施形態に係る除電ブラシを試験した結果と比較試験の結果を示した図面である。（Ａ）（Ｂ）本発明の第３実施形態に係る除電ブラシを示した正面図及び斜視図である。（Ａ）（Ｂ）本発明の第４実施形態に係る除電ブラシを示した正面図及び斜視図である。本発明の第５実施形態に係る除電ブラシを示した斜視図である。（Ａ）（Ｂ）本発明の第５実施形態に係る除電ブラシを示した平面図及び正面図である。

符号の説明

１０除電ブラシ（除電手段）
１４ブラシ部材
１４Ａ傾斜辺
２０除電ブラシ（除電手段）
２２Ａ傾斜辺
２２対向ブラシ部材
３０除電ブラシ（除電手段）
３２ブラシ部材
３２Ａ傾斜辺
３６対向ブラシ部材
３６Ａ傾斜辺
４０除電ブラシ（除電手段）
４２ブラシ部材
４２Ａ傾斜辺
４６対向ブラシ部材
４６Ａ傾斜辺
５０除電ブラシ（除電手段）
５２並設ブラシ部材
５２Ａ傾斜辺
８０感光体ドラム（画像形成手段）
８６転写ロール（画像形成手段）
１００画像形成装置
Ｐシート材（被除電部材）

Claims

搬送される被除電部材に接して、前記被除電部材に帯電した静電気を除電する除電手段であって、
前記被除電部材の搬送方向に対して交差する交差方向に延びて前記被除電部材と接すると共に、前記交差方向に傾斜辺を有する山谷形状とされた先端部を備えるブラシ部材と、
前記ブラシ部材に対向し、先端部が、前記ブラシ部材の先端部と向かい合い前記ブラシ部材の先端部に沿った傾斜辺を有する山谷形状とされる対向ブラシ部材と、
が設けられる除電手段。
搬送される被除電部材に接して、前記被除電部材に帯電した静電気を除電する除電手段であって、
前記被除電部材の搬送方向に対して交差する交差方向に延びて前記被除電部材と接すると共に、前記交差方向に傾斜辺を有する山谷形状とされた先端部を備えるブラシ部材と、
前記被除電部材の搬送方向に前記ブラシ部材と並んで設けられ、先端部が、前記交差方向に対して傾斜辺を有する山谷形状とされ、先端部の山谷形状の山部は前記ブラシ部材の先端部の山谷形状の山部に対して前記交差方向へずれている並設ブラシ部材と、
が設けられる除電手段。
被除電部材としての記録媒体に画像を形成させる画像形成手段と、
前記画像形成手段によって前記記録媒体に帯電した静電気を除電する請求項１又は２に記載の除電手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。