JP5213926B2

JP5213926B2 - 剥離装置、及び画像形成装置

Info

Publication number: JP5213926B2
Application number: JP2010174462A
Authority: JP
Inventors: 俊樹瀧口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2010-08-03
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2030-08-03
Also published as: JP2012037552A; US20120034008A1; CN102346412A

Description

本発明は、ローラや無端ベルト等に巻き付く記録材を剥離する剥離爪を備えた剥離装置及び画像形成装置に関する。

従来、感光体ドラム上に形成したトナー画像を中間転写ベルトに転写し、中間転写ベルトから用紙上にトナー画像を転写して用紙上に画像を形成する画像形成装置があった。このような画像形成装置には、中間転写ベルトに対向して剥離爪が設けられており、トナー画像の転写時に中間転写ベルトに巻き付く用紙を剥離爪で剥離していた（特許文献１参照。）。

また、画像形成装置には、中間転写ベルトではなく中間転写ローラを備え、中間転写ローラに対向して剥離爪が設けられたものもあった（特許文献２参照。）。

特開２００９−２０４７６８号公報（段落３９）特開２００６−９１０８８号公報（段落２６、図３）

特許文献１に記載の画像形成装置では、図１に示す画像形成装置２００のように、用紙Ｐ（点線で図示）の搬送中に、例えば定着装置１５においてジャム（紙詰まり）が発生すると、用紙Ｐが折れ曲がって剥離爪２１を押圧し、剥離爪２１の先端が中間転写ベルト６の外周面に押し付けられることがあった。このとき、剥離爪２１の方が中間転写ベルト駆動ローラ６２よりも高硬度なので、中間転写ベルト駆動ローラ６２が傷ついたり窪んだりしてダメージを受けることがあった。

この問題は、特許文献２に記載の画像形成装置でも同様に発生しており、ジャム発生時に剥離爪が押し付けられて中間転写ローラがダメージを受けていた。

そこで、本発明は、記録材を剥離する剥離爪が対向するローラに剥離爪が当たっても、ローラがダメージを受けない剥離装置、及びこの剥離装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

この発明の剥離装置は、転写ベルト駆動ローラと、剥離爪と、を備えている。転写ベルト駆動ローラは、搬送路に配置され、トナー画像が転写される転写ベルトを駆動して記録材を搬送する。剥離爪は、転写ベルトを介して転写ベルト駆動ローラに対向して配置され、樹脂で形成された先端部で記録材を剥離する。また、転写ベルト駆動ローラの外周面において、剥離爪が対向する部分が、剥離爪の先端部よりも高硬度の金属で形成され、その他の部分が、弾性体で形成されている。

転写ベルト駆動ローラに対向して剥離爪を設けている場合、ジャムが発生して記録材が折れ曲がると、この記録材が剥離爪を押圧し、剥離爪の先端が転写ベルト駆動ローラに押し付けられることがある。この構成では、転写ベルト駆動ローラの外周面の剥離爪が対向する部分が、剥離爪の先端部よりも高硬度である。すなわち、ローラの外周面の剥離爪が対向する部分が、剥離爪の先端部より高硬度の金属で形成され、剥離爪の先端部が、その金属よりも低硬度で可撓性のある樹脂で形成されている。そのため、ジャムが発生して剥離爪の先端部が転写ベルト駆動ローラに押し付けられても、剥離爪の先端部が変形するので、転写ベルト駆動ローラが傷ついたり窪んだりすることがなく、転写ベルト駆動ローラが剥離爪によりダメージを受けるのを防止できる。

この発明の画像形成装置は、上記構成の剥離装置と、画像形成部と、を備えている。画像形成部は、剥離装置の転写ベルト駆動ローラが搬送する記録材に画像を形成する。

この構成では、ジャムが発生して剥離爪が記録材に押圧されても転写ベルト駆動ローラが傷ついたり窪んだりすることがなく、転写ベルト駆動ローラが剥離爪によりダメージを受けない。したがって、転写ベルト駆動ローラが記録材や記録材上の画像を傷つけるのを防止でき、品質のよい画像を形成できる。

この発明によれば、記録材のジャム発生時に、剥離爪が記録材に押圧されて転写ベルト駆動ローラがダメージを受けるのを防止できる。

従来の画像形成装置の構成図であり、ジャム発生時の状態を示す。本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成図である。（Ａ）は、本発明の実施形態に係る剥離装置の構成図であり、正常時の状態を示す。（Ｂ）は、剥離爪と中間転写ベルト駆動ローラの位置関係を示す斜視図である。（Ａ）は、中間転写ベルト駆動ローラの断面を示す正面図である。（Ｂ）は、（Ａ）に示す中間転写ベルト駆動ローラの外観、及び剥離爪と中間転写ベルトの位置関係を示す正面図である。（Ａ）は、図４とは異なる形態の中間転写ベルト駆動ローラの断面を示す正面図である。（Ｂ）は、（Ａ）に示す中間転写ベルト駆動ローラにおいてゴム層を除去した断面を示す正面図である。（Ｃ）は、（Ａ）に示す中間転写ベルト駆動ローラの外観、及び剥離爪と中間転写ベルトの位置関係を示す正面図である。（Ａ）は、剥離爪と中間転写ベルト駆動ローラの位置関係を示す斜視図である。（Ｂ）は、剥離爪を複数備える場合の中間転写ベルト駆動ローラの外観、及び剥離爪と中間転写ベルトの位置関係を示す正面図である。

まず、本発明の実施形態に係る剥離装置を備えた画像形成装置１００の概略構成について、図２に基づいて説明する。なお、画像形成装置１００において、図１に示した画像形成装置２００と同じ構成には同符号を付している。

画像形成装置１００は、イエロートナー画像を形成する第１画像形成ユニット１、マゼンタトナー画像を形成する第２画像形成ユニット２、シアントナー画像を形成する第３画像形成ユニット３、及びブラックトナー画像を形成する第４画像形成ユニット４を備えるタンデム方式のカラー画像形成装置である。以下、画像形成装置１００が備える４つの画像形成ユニットの総称を画像形成ユニット群５と称する。

図２において、画像形成ユニット群５の上方には、中間転写ベルト（無端ベルト）６が配置されている。中間転写ベルト６は、支持ローラ６１と中間転写ベルト駆動ローラ６２（以下、駆動ローラ６２と称する。）に掛け渡されてループ状に張架され、矢印Ｒにて示す方向に回転する。中間転写ベルト６には、ポリイミド材に電子伝導性導電材を含有させたものを使用している。中間転写ベルト６の膜厚は、例えば６０〜８０μｍである。ポリイミド材は、有機材料の中で耐熱性が最も高く、機械的特性、電気絶縁性、環境安定性、さらには耐薬品性に優れるポリマーである。したがって、中間転写ベルト６は、耐久性に優れている。

画像形成ユニット群５は、中間転写ベルト６に沿って矢印Ｒの方向に、第１画像形成ユニット１、第２画像形成ユニット２、第３画像形成ユニット３、及び第４画像形成ユニット４の順に配置されている。

中間転写ベルト６の内周側には、画像形成ユニット群５がそれぞれ形成した単色トナー画像を中間転写ベルト６上に転写する一次転写ローラ７１，７２，７３，７４が配置されている。一次転写ローラ７１，７２，７３，７４は、中間転写ベルト６を張架しており、それぞれ、中間転写ベルト６を挟んで画像形成ユニット群５に設けられた感光体ドラム（像担持体）１６１，１６２，１６３，１６４に対向している。画像形成ユニット群５がそれぞれ形成した単色トナー画像は、中間転写ベルト６上に重ね合うように順に転写（一次転写）され、１つのカラートナー画像が形成される。中間転写ベルト６は、一次転写されたトナー画像を駆動ローラ６２と後述の二次転写ベルト３１０が対向する位置（二次転写位置）へ搬送する。以下、中間転写ベルト６の回転方向Ｒにおいて、支持ローラ６１側を上流側、駆動ローラ６２側を下流側と言う。

中間転写ベルト６を挟んで駆動ローラ６２に対向する二次転写位置には、二次転写ユニット３１が配置されている。中間転写ベルト６上に形成されたカラートナー画像は、駆動ローラ６２と二次転写ユニット３１が対向する二次転写位置において、静電力により用紙（記録材に相当）Ｐに転写される。二次転写位置において、中間転写ベルト６（駆動ローラ６２）には、用紙Ｐが巻き付いた際に剥離する剥離爪２１が設置されている。剥離装置８は、駆動ローラ６２と剥離爪２１により構成されている。

中間転写ベルト６を挟んで支持ローラ６１に対向する位置には、中間転写ベルト６の表面をクリーニングするベルトクリーニングユニット１０が設置されている。ベルトクリーニングユニット１０は、中間転写ベルト６に接触するように配置されるベルトクリーニングブラシ１１と、ベルトクリーニングブレード１２と、を有しており、用紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト６上に残ったトナー等を除去する。

図２において画像形成ユニット群５の下方には、用紙を収容するトレー１４が配置されている。トレー１４内の用紙は、複数の給紙ローラ１３１〜１３４にて、二次転写ベルト３１０が中間転写ベルト６と対向する二次転写位置まで、矢印Ｑにて示す用紙搬送方向に搬送され、この二次転写位置において、中間転写ベルト６上のカラートナー画像が用紙Ｐに二次転写される。

カラートナー画像が二次転写された用紙Ｐは、定着ユニット１５に搬送される。そして、用紙Ｐは、定着ユニット１５によりカラートナー画像を定着され、排紙ローラ対１３５により画像形成装置１００から排出される。

次に、剥離装置とその周辺の具体的な構成について説明する。図３（Ａ）には、画像形成装置１００が用紙Ｐ（点線で図示）を正常に搬送している状態を示している。

図３（Ａ）に示すように、画像形成装置１００においては、搬送路を矢印Ｑの方向に搬送される用紙Ｐの一方の面Ｐ１に対向して、搬送路１３０の上流側から下流側へ順に、搬送ガイド１７１、給紙ローラ対１３４のローラ１３４１、搬送ガイド１７３、剥離装置８を構成する駆動ローラ６２（中間転写ベルト６）と剥離爪２１、支持部材２２、退避搬送ガイド２３、定着ユニット１５のローラカバー１５３、及び定着ユニット１５の加熱ローラ１５１が配置されている。また、用紙Ｐの他方の面Ｐ２に対向して、搬送路１３０の上流側から下流側へ順に、搬送ガイド１７２、給紙ローラ対１３４のローラ１３４２、搬送ガイド１７４、二次転写ユニット３１、搬送ガイド１８、及び定着ユニット１５の加圧ローラ１５２が配置されている。

二次転写ユニット３１は、二次転写ベルト（無端ベルト）３１０、支持ローラ３１１、二次転写補助ローラ３１２、二次転写ローラ３１３、二次転写ベルト駆動ローラ３１４、及び支持ローラ３１５を備えている。二次転写ベルト３１０は、上記の各ローラ３１１〜３１５に掛け渡されてループ状に張架されている。

用紙Ｐは、給紙ローラ対１３４、中間転写ベルト６と二次転写ベルト３１０、及び定着ユニット１５の加熱ローラ１５１と加圧ローラ１５２により搬送路１３０を搬送される。

図３（Ａ）に示すように、剥離爪２１は、軸２２０により剥離爪ホルダ４１に対して揺動自在に取り付けられており、先端が中間転写ベルト６に軽く接触している。剥離爪２１の先端部は、樹脂により形成されている。剥離爪２１の先端部に使用する樹脂としては、例えば、エスベアＮ９２４０（スターライト工業（株）製）等、後述のゴム層６２７や金属層６３７を構成する材料よりも低硬度で可撓性のあるものが好適である。

図３（Ｂ）には、中間転写ベルト６の回転軸方向の中央部に剥離爪２１を１つ設けた例を示している。剥離爪２１は、中間転写ベルト６が担持するトナー画像を用紙（記録材）Ｐに転写する際に中間転写ベルト６に用紙Ｐが巻き付くと、その先端で用紙Ｐを中間転写ベルト６から剥離する。

図４（Ａ）と図４（Ｂ）に示すように、剥離装置８において、駆動ローラ６２は、円筒形の芯金部６２１と、芯金部６２１の外周面に隣接して貼着されたゴム層６２６〜６２８と、を備えている。なお、図４（Ｂ）において、中間転写ベルト６の表記を省略している。

芯金部６２１は、アルミニウム合金（Ａｌ−Ｃｕ）製で薄肉のパイプ材から成り、両端部がアルミニウム合金製で円盤状の蓋材６２２，６２３により封止されている。蓋材６２２，６２３の中央部には、ＳＵＳ製の回転軸６２４，６２５が圧入されている。芯金部６２１の外形は一例としてφ２５ｍｍ〜φ３５ｍｍである。

ゴム層６２６〜６２８は、ＥＰＤＭ系のブレンドゴムから成り、導電性を有する。ゴム層６２６〜６２８の厚みｔは、一例として０．４ｍｍ〜０．５ｍｍである。

ゴム層６２７は、芯金部６２１の外周面の剥離爪２１が対向する部分に筒状に貼着されている。ゴム層６２７は、回転軸６２４と回転軸６２５を結ぶ中心線Ｃ１と平行な方向における剥離爪２１の幅がＷ１の場合、それよりも広いＷ２に設定されている。これにより、剥離爪２１が揺動しても、剥離爪２１の先端を必ずゴム層６２７に当接させることができる。ゴム層６２７は、剥離爪２１の先端部よりも高硬度の材料で形成されており、一例として、硬度がＪＩＳＡ測定にて６０度のものを使用する。

ゴム層６２６は、ゴム層６２７の一方の端部から芯金部６２１の一方の端部まで、芯金部６２１の外周面に筒状に貼着されている。ゴム層６２８は、ゴム層６２７の他方の端部から芯金部６２１の他方の端部まで、芯金部６２１の外周面に筒状に貼着されている。図４には、ゴム層６２６，６２８の幅をＷ３にした場合を示している。

ゴム層６２６，６２８については硬度を特に限定しないが、中間転写ベルト６よりも低硬度の材料を用いることで、高硬度の材料を用いた場合と比べて中間転写ベルト６の裏面側の摩耗を抑制でき、中間転写ベルト６の耐久性を向上できる。但し、ゴム層６２６，６２８を過度に低硬度にすると、駆動ローラとしての寸法精度を確保できなくなり、特にカラー画像形成時に色ずれ等の不具合が発生するおそれがある。そのため、ゴム層６２６，６２８の硬度は、寸法精度を重視して決める必要がある。

このように、剥離装置８において、駆動ローラ６２の剥離爪２１が対向する外周面に、剥離爪２１の先端部よりも高硬度のゴム層６２７を設けることで、ジャムが発生して剥離爪２１が折れ曲がった用紙Ｐに押圧されて、剥離爪２１の先端が駆動ローラ６２に押し付けられても、駆動ローラ６２がダメージを受けるのを防止できる。

また、上記のように駆動ローラ６２のゴム層６２７を剥離爪２１よりも高硬度にすることで、中間転写ベルト６がダメージを受けるのを防止できる。すなわち、駆動ローラ６２のゴム層６２７の方が剥離爪２１よりも高硬度なので、ジャムが発生した際に、剥離爪２１により押圧されても、駆動ローラ６２のゴム層６２７及び中間転写ベルト６はほとんど変形しない。そのため、中間転写ベルト６に窪みは発生せず、中間転写ベルト６はダメージを受けない。

次に、剥離装置８とは異なる形態の中間転写ベルト駆動ローラを備えた剥離装置８’について説明する。中間転写ベルト駆動ローラの剥離爪２１が対向する部分は金属で形成することも可能である。

図５（Ｃ）に示すように、剥離装置８’は、中間転写ベルト駆動ローラ６３（以下、駆動ローラ６３と称する。）と、剥離爪２１を備えている。図５（Ａ）に示すように、駆動ローラ６３は、円筒形の芯金部６３１と、芯金部６３１の外周面に設けられた金属層６３７と、芯金部６３１の外周面に貼着されたゴム層６３６，６３８と、を備えている。ゴム層６３６，６３８は、金属層６３７に隣接している。

芯金部６３１は、図４に示した芯金部６２１と同様の構成であり、アルミニウム合金（Ａｌ−Ｃｕ）製で薄肉のパイプ材から成り、両端部がアルミニウム合金製で円盤状の蓋材６３２，６３３により封止されている。

金属層６３７は、図５（Ｂ）に示すように、芯金部６３１の外周面において、剥離爪２１が対向する部分に筒状に設けられている。金属層６３７の厚みｔは、一例として０．４ｍｍ〜０．５ｍｍである。金属層６３７は、回転軸６３４と回転軸６３５を結ぶ中心線Ｃ２と平行な方向における剥離爪２１の幅がＷ１の場合、それよりも広いＷ２に設定されている。これにより、剥離爪２１が揺動しても、剥離爪２１の先端を必ず金属層６３７に当接させることができる。金属層６３７は、芯金部６３１の外周面に金属板を巻き付ける等、芯金部６３１と別体的に構成されていても、芯金部６３１の外周に芯金部６３１と一体的に構成されていてもよい。また、金属層６３７は、剥離爪２１の先端よりも高硬度であれば、金属の種類は限定されない。金属層６３７として例えば、アルミニウム合金（２０００番台のＡｌ−Ｃｕ）を使用する場合、金属層６３７の硬度は、ブリネル硬度ＨＢで９５〜１０５である。

ゴム層６３６は、図４に示したゴム層６２６と同様の構成であり、芯金部６３１の外周面に、金属層６３７の一方の端部から芯金部６３１の一方の端部まで筒状に貼着されている。また、ゴム層６３８は、図４に示したゴム層６２８と同様の構成であり、芯金部６３１の外周面に、金属層６３７の他方の端部から芯金部６３１の他方の端部まで筒状に貼着されている。ゴム層６３６，６３８は、ＥＰＤＭ系のブレンドゴムから成り、導電性を有する。図５（Ｃ）には、剥離装置８’において、ゴム層６３６，６３８の幅をそれぞれＷ３にした場合を示している。ゴム層６３６，６３８の厚みｔは、一例として０．４ｍｍ〜０．５ｍｍである。なお、図５（Ｃ）において、中間転写ベルト６の表記を省略している。

このように、剥離装置８’において、駆動ローラ６３の剥離爪２１が対向する外周面に、剥離爪２１の先端部よりも高硬度の金属層６３７を設け、剥離爪２１の先端部を金属層６３７を構成する金属よりも低硬度で可撓性のある樹脂で形成することで、ジャム発生時に剥離爪２１の先端が駆動ローラ６３に押し付けられると、剥離爪２１の先端が変形し、駆動ローラ６３は変形しないので、駆動ローラ６３や中間転写ベルト６がダメージを受けるのを防止できる。

次に、さらに異なる形態の中間転写ベルト駆動ローラを備えた剥離装置８”について説明する。中間転写ベルト６に対向して複数の剥離爪２１を設ける場合には、中間転写ベルト駆動ローラの外周面の各剥離爪２１が対向する部分に、それぞれ剥離爪２１の先端よりも高硬度のゴム層を設けて、図４に示した場合と同様に構成するとよい。

一例として、図６（Ａ）には、中間転写ベルト６（中間転写ベルト駆動ローラ６４（以下、駆動ローラ６４と称する。））に対向して３つの剥離爪２１１〜２１３を設けた場合を示している。剥離装置８”は、駆動ローラ６４と、剥離爪２１１〜２１３を備えている。剥離爪２１１は、軸２２１により剥離爪ホルダ４１１に対して揺動自在に取り付けられている。同様に、剥離爪２１２は軸２２２により剥離爪ホルダ４１２に対して揺動自在に取り付けられ、剥離爪２１３は軸２２３により剥離爪ホルダ４１３に対して揺動自在に取り付けられている。

このように構成する場合には、図６（Ｂ）に示すように、駆動ローラ６４の各剥離爪２１１〜２１３が対向する部分（外周面）に、それぞれ剥離爪２１１〜２１３の先端よりも高硬度のゴム層６４６〜６４８を筒状に貼着する。ゴム層６４６〜６４８は、回転軸６４４と回転軸６４５を結ぶ中心線Ｃ３と平行な方向における剥離爪２１の幅がＷ１の場合、それよりも広いＷ２に設定されている。これにより、剥離爪２１１〜２１３が揺動しても、剥離爪２１１〜２１３の先端を必ずゴム層６４６〜６４８に当接させることができる。また、駆動ローラ６４の各剥離爪２１１〜２１３が対向しない部分（芯金部６４１の外周面）には、任意の硬度のゴム層６４９〜６５２を筒状に貼着する。図６（Ｂ）には、ゴム層６５０，６５１の幅をＷ５にし、ゴム層６４９，６５２の幅をＷ６にした場合を示している。なお、図６（Ｂ）において、中間転写ベルト６の表記を省略している。

駆動ローラ６４には、ゴム層６４６〜６４８に代えて、図５に基づいて説明した場合と同様に、剥離爪２１１〜２１３の先端よりも高硬度の金属層を設けてもよい。

このように剥離装置８”を構成することで、剥離爪を複数設けた場合でも、中間転写ベルト駆動ローラや中間転写ベルトが、ジャム発生時にダメージを受けるのを防止できる。

以上のように、画像形成装置において、中間転写ベルト駆動ローラの外周面の剥離爪が対向する部分を、剥離爪の先端よりも高硬度にすることで、ジャムが発生した場合に用紙により剥離爪が押圧されて、剥離爪の先端部が押し付けられても、中間転写ベルト駆動ローラがダメージを受けるのを防止することができる。

なお、上記の説明では、中間転写ベルトに対向して剥離爪を設けた構成について説明したが、本発明はこれに限らず、特許文献２のように、中間転写ローラに対向して剥離爪を設けた構成にも適用可能である。また、本発明は、ローラに対して剥離爪を設けた構成をであれば、他の構成にも適用可能である。例えば、定着装置の加圧ローラや加熱ローラに対向して剥離爪を設ける場合、この定着装置にも本発明を適用できる。また、用紙の搬送ローラに剥離爪を設けている場合には、この搬送ローラにも本発明を適用できる。

１〜４…画像形成ユニット５…画像形成ユニット群６…中間転写ベルト８，８’，８”…剥離装置２１，２１１，２１２，２１３…剥離爪２２…支持部材２３…退避搬送ガイド３１…二次転写ユニット４１，４１１〜４１３…剥離爪ホルダ６２，６３，６４…中間転写ベルト駆動ローラ１００，２００…画像形成装置１３０…搬送路６２１，６３１，６４１…芯金部６２４，６２５，６３４，６３５，６４４，６４５…回転軸６２６〜６２８，６３６，６３８，６４９〜６５２…ゴム層６３７…金属層

Claims

搬送路に配置され、トナー画像が転写される転写ベルトを駆動して記録材を搬送する転写ベルト駆動ローラと、
前記転写ベルトを介して前記転写ベルト駆動ローラに対向して配置され、記録材を樹脂で形成された先端部で剥離する剥離爪と、
を備え、
前記転写ベルト駆動ローラの外周面において、前記剥離爪と対向する部分が、前記剥離爪の先端部よりも高硬度の金属で形成され、その他の部分が、弾性体で形成されたことを特徴とする剥離装置。
請求項１に記載の剥離装置と、
前記剥離装置の転写ベルト駆動ローラが搬送する記録材に画像を形成する画像形成部と、
を備えた画像形成装置。