JP6035903B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、搬送ベルト又は中間転写ベルトを備えた画像形成装置に関する。
一般に電子写真方式の画像形成装置は、複数の感光ドラムからトナー像を搬送ベルトに搬送される用紙に直接転写させるダイレクトタンデム方式や各感光ドラム上のトナー像を、中間転写ベルトを介して用紙に転写させる中間転写方式のものが知られている。
特許文献1に開示された画像形成装置は中間転写方式のものであり、中間転写ベルトのトナー像を用紙に転写して画像を形成している。この用紙へのトナー像の転写の際には、用紙の表面に電荷が残る場合があり、これらの電荷は中間転写ベルトと用紙との間で望ましくない放電を発生させるので、特許文献1では用紙表面を除電する方法が提案されている。
特開2009−294555号公報
ところで、本願発明者等の研究によれば、搬送ベルトや中間転写ベルトにも電荷が残る場合があり、この電荷もベルトから用紙が剥離する時の放電により、用紙上における未定着のトナー像が乱れることで生じる画像の乱れや、ベルト表面のダメージ、具体的には放電によってベルト表面に傷がつくという問題の一因となることがわかった。
そこで、本願発明は、ベルト表面を効果的に除電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。
前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、環状のベルトと、前記ベルトを張架する一対の張架ローラと、現像剤像が形成される感光体と対向する位置に配され、前記感光体上の現像剤像を前記ベルトの表面又は前記ベルトにより搬送される記録シートに転写する転写部材とを備えた画像形成装置であって、前記ベルトの表面に近接するように配置された導体板をさらに備える。前記導体板は、前記感光体に対し、前記ベルトの移動方向下流側にあり、電気的に接地されている。
このような構成によれば、導体板がベルトの表面に近接するように配置され、かつ、電気的に接地されているので、ベルト表面の電荷を、導体板を介して除去することができる。そのため、ベルト表面を効果的に除電することができるので、ベルト表面に電荷が蓄積するのを抑制することができる。
前記した画像形成装置において、前記導体板の位置は、前記一対の張架ローラのうち前記感光体に対し前記ベルトの移動方向下流側に位置する下流張架ローラに対向する位置とすることができる。
また、前記した構成において、前記導体板は、前記ベルトの移動方向下流側へ向うにつれて、前記下流張架ローラに巻き掛けられた前記ベルトに近接するような配置とすることができる。
このような構成によれば、ベルトと導体板が徐々に近接するように構成されているので、導体板の端部が下流張架ローラに巻き掛けられているベルト面に局所的に近づくことがなくなる。そのため、局所的な大量放電を抑制することができる。
また、前記した構成において、前記導体板は、前記下流張架ローラに対して前記ベルトの移動方向下流側で張架された前記ベルトの展張面に沿って配置され、平板状に形成することができる。
このような構成によれば、導体板をベルトに広く対面させて配置することができるので、より効果的な除電が可能となる。
前記した画像形成装置において、前記導体板の幅を、前記ベルト表面の画像形成領域の幅よりも広くすることができる。
このような構成によれば、ベルト表面の画像形成領域の幅全域について導体板を配置できるので、画像形成領域に相当する範囲を効果的に除電することができる。
前記した画像形成装置において、回路基板と、当該回路基板を収容する基板収容器とを備え、前記導体板は、前記基板収容器の少なくとも一部を構成することができる。
このような構成によれば、接地された導体板をベルトの除電に用いるとともに回路基板のノイズ防止のために用いることができる。そのため、低コスト化及び画像形成装置全体の小型化を図ることができる。
前記した画像形成装置において、前記ベルトは、記録シートを搬送するための搬送ベルトであり、前記導体板を、前記ベルトの展張面のうち前記記録シートの搬送面とは異なる展張面に対面させることができる。
このような構成によれば、ダイレクトタンデム方式の構成における記録シートの剥離後に、速やかにベルトの除電を行うことができる。そのため、電荷がベルトに蓄積されるのを効果的に抑制することができる。
また、前記した構成は、記録シート上に形成された現像剤像を熱定着する定着装置と、前記定着装置を通過後に、再搬送される記録シートを裏面印字するための裏面印字機構とを備えた構成とすることができる。
裏面印字をするためには、定着装置を通過し水分が蒸発した記録シートをベルトに再搬送する必要があるが、このような含水量が少ない記録シートは、抵抗値が上昇し電荷を吸収しにくくなっているので、ベルト表面に電荷が蓄積しやすい。しかし、このような構成によれば、記録シート剥離後に速やかにベルトの除電を行うことができるので、電荷がベルトに蓄積されるのを効果的に抑制することができる。
前記した画像形成装置において、前記ベルト上に付着した現像剤を除去するクリーニング部材を備え、前記導体板は、前記クリーニング部材に対して、前記ベルトの移動方向上流側に配置されていてもよい。
このような構成によれば、クリーニング部材によりクリーニングする前にベルト上の除電を行うことができるので、クリーニング部材が電荷の影響を受けにくくなり、より効果的なクリーニング効果を得られる。
本発明によれば、導体板がベルトの表面に近接して配置され、かつ、電気的に接地されているので、ベルト表面の電荷を、導体板を介して除去することができる。そのため、ベルト表面を効果的に除電することができるので、ベルト表面に電荷が蓄積するのを抑制することができる。
本発明の実施形態に係るカラーLEDプリンタの断面図である。 導体板周辺の拡大図である。 図2のA−A断面図である。 (a)除電される前の状態と(b)除電されている状態を示す導体板周辺の拡大図である。 第1変形例に係る導体板周辺の拡大図である。 第2変形例に係る導体板を備えたカラーLEDプリンタの断面図である。
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、本発明の画像形成装置の一例であるカラーLEDプリンタ1の概略構成について説明した後、本発明の特徴部分に係る構成について説明する。また、以下の説明において、方向は、カラーLEDプリンタ1を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図1における左側を「前」、右側を「後」とし、手前側を「右」、奥側を「左」とする。また、図1における上下方向を「上下」とする。
<カラーLEDプリンタの概略構成>
図1に示すように、カラーLEDプリンタ1は、装置本体10内に、記録シートの一例としての用紙Pを供給する給紙部20と、給紙された用紙Pに画像を形成する画像形成部30と、画像が形成された用紙Pを排出する排紙部90とを備えている。
給紙部20は、画像形成部30の下方に配置され、用紙Pを収容する給紙トレイ21と、給紙トレイ21から用紙Pを画像形成部30へ搬送する用紙供給装置22とを備えている。そして、この給紙部20では、用紙供給装置22によって、給紙トレイ21から画像形成部30に向けて用紙Pを前から後にUターンするように搬送している。
画像形成部30は、4つのLEDユニット40と、4つのプロセスカートリッジ50と、転写ユニット70と、定着装置80とを備えている。
LEDユニット40は、複数のLEDを有しており、後述する感光体の一例としての感光ドラム51を露光している。
プロセスカートリッジ50は、前後方向に並んで配置され、感光ドラム51、帯電器52、符号を省略して示す公知の現像ローラ、トナー収容室などを備えて構成されている。
転写ユニット70は、給紙部20と各プロセスカートリッジ50との間に設けられ、下流張架ローラの一例としての駆動ローラ71、他方の張架ローラの一例としての従動ローラ72、ベルトの一例としての搬送ベルト73および転写部材の一例としての転写ローラ74を備えている。
駆動ローラ71および従動ローラ72は、前後方向に離間して平行に配置され、その間にエンドレスベルトからなる環状の搬送ベルト73を張架している。また、駆動ローラ71は、感光ドラム51に対し、搬送ベルト73の移動方向下流側に位置している。搬送ベルト73は、その外側の面が各感光ドラム51に対向して接している。また、搬送ベルト73の内側には、各感光ドラム51との間で搬送ベルト73を挟持する転写ローラ74が、各感光ドラム51に対向して4つ配置されている。この転写ローラ74には、転写時に転写バイアスが印加される。
搬送ベルト73は、例えば、ナイロン樹脂等10の11乗〜10の13乗[Ω・cm]の体積抵抗率を持つ抵抗体からなっており、内側に配置される転写ローラ74の転写電流の漏れを防止することができる。そのため、搬送ベルト73の表面には電荷が蓄積しやすくなっている。
転写ユニット70の下部には、クリーニング部材の一例としてのクリーニングユニット75と、搬送ベルト73に近接するように配置された導体板100を備える基板収容器200とが設けられている。
クリーニングユニット75は、クリーニングローラ75Aなどを備えており、搬送ベルト73上に付着したトナーや紙粉等の付着物を回収するものである。
クリーニングローラ75Aは、搬送ベルト73に当接して搬送ベルト73上の付着物を除去するものである。
基板収容器200は、クリーニングユニット75より後側、すなわち、搬送ベルト73の移動方向上流側に配置され、内部に回路基板300を収容している。
定着装置80は、各プロセスカートリッジ50および転写ユニット70の後側に配置され、ハロゲンヒータ81Aを内部に備える加熱ローラ81と、加熱ローラ81と対向配置され加熱ローラ81を押圧する加圧ローラ82とを備えている。
このように構成される画像形成部30では、まず、各感光ドラム51の表面が、各帯電器52により一様に帯電された後、各LEDユニット40で露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、各感光ドラム51上に画像データに基づく静電潜像が形成される。その後、静電潜像に現像ローラからトナーが供給されることで、感光ドラム51上にトナーが担持される。
次に、搬送ベルト73上に供給された用紙Pが各感光ドラム51と各転写ローラ74との間を搬送されることで、各感光ドラム51上に形成されたトナー像が用紙P上に転写される。そして、用紙Pが加熱ローラ81と加圧ローラ82との間を通過することで、用紙P上に転写されたトナー像が熱定着される。
排紙部90は、用紙Pを搬送する搬送ローラ91と、装置本体10のうち定着装置80よりも上方の位置で前方に開口するように形成される排出口92から用紙Pを機外(排紙トレイ11)に排出する排紙ローラ93と、用紙Pを定着装置80から排出口92に向けてUターンするように案内するガイド94とを備えている。そして、搬送ローラ91、排紙ローラ93やガイド94によって、画像形成部30で印字された用紙Pを装置本体10外に案内するU字状の排出経路95が形成されている。
また、この排出経路95には、排出経路95から画像形成部30の用紙搬送方向上流側に用紙Pを裏面印字するための再搬送経路96が連続するように繋がっている。この再搬送経路96は、複数の反転搬送ローラ97とガイド98等によって形成されている。
そして、排紙部90では、片面印字時においては、定着装置80を通過した用紙Pが、排出経路95によって後から前にUターンするように搬送され、排出口92を通って機外の排紙トレイ11に排出される。一方、両面印字時においては、片面印字された用紙Pは、排紙ローラ93により途中まで機外に排出された後、排紙ローラ93の逆回転によって再搬送経路96に送られて、画像形成部30の上流側に表面と裏面が反転された状態で再供給される。
<導体板の詳細構成>
次に、導体板100の詳細構成について説明する。
導体板100は、図2に示すように、除電面101と、接地面102と、傾斜面103と、後端面104とで形成されている。これらの面は、搬送ベルト73よりも下方に設けられており、基板収容器200の上面および前面を構成している。また、導体板100は、一枚の金属板を板金加工することで上記各面を形成している。
除電面101は、駆動ローラ71に対して搬送ベルト73の矢印で示した移動方向下流側で張架された搬送ベルト73の用紙Pの搬送面73Aとは異なる展張面73Bに平行に対面して配置される。また、除電面101は、搬送ベルト73の移動方向最下流側の転写ローラ74の位置より前方まで延びており、平板状に形成されている。つまり、除電面101は、搬送ベルト73に広く対面している。
また、除電面101は、搬送ベルト73の移動方向下流側へ向うにつれて、駆動ローラ71に巻き掛けられた搬送ベルト73に近接するような配置となっている。具体的に、搬送ベルト73の表面から除電面101までの距離がD1となるような位置P1付近から、搬送ベルト73表面は除電面101を向き始める。搬送ベルト73が駆動ローラ71の外周面とともに移動していくと、位置P1にあった搬送ベルト73表面は、移動方向下流側へ向うにつれ緩やかに除電面101に近づいていき、最も近接した位置である距離D2の位置P2に達する。そのため、搬送ベルト73表面は除電面101に急に近接することがなく、徐々に近接していくので、局所的な放電を避ける構成となっている。ここで、D2は、例えば1〜10mmの範囲内であり、具体的には2〜4mmの範囲である。
位置P2に達した搬送ベルト73表面はさらに移動していき、除電面101の前端部に近接する位置P3まで達する。位置P2から位置P3までの距離は、位置P1から位置P2までの距離よりも十分に長くなっているので、搬送ベルト73表面は、十分に長い間、除電面101と近接することができる。そのため、効果的な除電が可能な構成となっている。
接地面102は、基板収容器200の前面を構成し、除電面101の前端部から基板収容器200より下方まで延びるように形成されている。接地面102の下端部は、電気的に接地されている。
傾斜面103は、駆動ローラ71よりも後方に位置する除電面101の後端部から後斜め下方向に傾斜するように形成されている。
後端面104は、傾斜面103の除電面101側と逆側の端部から後方に僅かに延びて形成されている。
次に、駆動ローラ71付近における導体板100の構造について説明する。
まず、基板収容器200は、金属板によって形成され、図3に示すように、導体板100の他に左側壁201と、右側壁202と、上壁203と、下壁204とを有して構成されている。
左側壁201は、駆動ローラ71の左端よりもさらに左側(図3の右側)に位置する。
右側壁202は、駆動ローラ71の右端部(図3の左側)に対応して位置し、上壁203と接続されている。
上壁203は、その左端部(図3の右端部)が搬送ベルト73の画像形成領域幅W、すなわち、露光されトナー像が形成される幅よりも外側に相当する部分に達しない範囲に位置するように形成されている。
除電面101は、上壁203の駆動ローラ71側の面と略同じ高さ位置に配置されている。除電面101の左側の端部は、駆動ローラ71の左端よりもさらに左側まで延び、基板収容器200の左側壁201に近接して配置される。除電面101の右側の端部は、基板収容器200の上壁203の下側に潜り込むように配置されている。すなわち、搬送ベルト73の画像形成領域幅Wには、除電面101が配置されていることになる。また、除電面101の左右の両端部は、搬送ベルト73の幅方向外側に配置されることになるので、除電面101の両端部での局所放電を避けることが可能となっている。
[除電動作の説明]
次に、除電動作について説明する。
搬送ベルト73の表面に蓄積された電荷Eは、図4(a)に示すように、搬送ベルト73の移動に伴って移動する。
搬送ベルト73表面の電荷Eは、搬送ベルト73の移動方向下流側へ向うにつれて、駆動ローラ71に巻き掛けられた搬送ベルト73に近接するように構成された導体板100の除電面101に徐々に近づいていく。
そして、これらの電荷Eは、図4(b)に示すように、搬送ベルト73の表面が除電面101に近接していくと、搬送ベルト73の表面から除電面101に移動し、電気的に接地された接地面102を介して除去される。このようにして、搬送ベルト73表面の電荷Eは速やかに除去される。
以上のように本実施形態にかかるカラーLEDプリンタ1は、導体板100が、搬送ベルト73の表面に近接するように配置され、かつ、電気的に接地されているので、搬送ベルト73表面を、導体板100を介して除電することができる。これにより、搬送ベルト73表面を効果的に除電することができる。そのため、搬送ベルト73表面に電荷が蓄積することを抑制することができる。
また、導体板100が、搬送ベルト73の展張面のうち用紙Pの搬送面とは異なる展張面に対面しているので、ダイレクトタンデム方式の構成における用紙Pが搬送ベルト73から剥離した後に、速やかに搬送ベルト73の除電を行うことができる。さらに、再搬送経路より再搬送されてきた電荷を吸収しにくくなった用紙Pが剥離する時も同様の効果が得られる。そのため、電荷が搬送ベルト73に蓄積されるのを効果的に抑制することができる。
また、搬送ベルト73と導体板100が徐々に近接するように構成されているので、導体板100の端部が駆動ローラ71に巻き掛けられている搬送ベルト73面に局所的に近づくことがなくなる。そのため、局所的な大量放電を抑制することができる。
また、導体板100が、駆動ローラ71に対して搬送ベルト73の移動方向下流側で張架された搬送ベルト73の展張面に沿って配置され、平板状に形成されているので、導体板100を搬送ベルト73に広く対面させて配置することができる。そのため、導体板が搬送ベルトと広く対面していない構成と比較してより効果的な除電が可能となる。
また、導体板100の幅を搬送ベルト73表面の画像形成領域幅Wよりも広くなっているので、搬送ベルト73の画像形成領域に相当する範囲に導体板100を配置できる。そのため、画像形成領域に相当する範囲を効果的に除電することができる。
また、導体板100は、基板収容器200の一部を構成しているので、接地された導体板100を搬送ベルト73の除電に用いるとともに回路基板300のノイズ防止のために用いることができる。そのため、導体板を単独で用いた構成と比較して、低コスト化およびカラーLEDプリンタ1全体の小型化を図ることができる。
また、導体板100が、クリーニングローラ75Aに対して、搬送ベルト73の移動方向上流側に配置されたので、クリーニングローラ75Aによりクリーニングする前に搬送ベルト73上の除電を行うことができる。そのため、クリーニングローラ75Aが電荷の影響を受けにくくなり、より効果的なクリーニング効果が得られる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態のカラーLEDプリンタ1は、ダイレクトタンデム方式であったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、環状の中間転写ベルトと、中間転写ベルトを張架する一対の張架ローラと、現像剤像が形成される感光体と対向する位置に配され、感光体上の現像剤像を中間転写ベルトの表面に転写する転写部材とを備えた中間転写方式の画像形成装置であってもよい。これによれば、導体板が、中間転写ベルトに近接して配置され、かつ、電気的に接地されているので、前記実施形態と同様の作用効果が得られる。また、前記実施形態のベルトは、2つの張架ローラにより張架されていたが、3つ以上の張架ローラにより張架してもよい。
前記実施形態では、搬送ベルト73の画像形成領域幅Wに相当する範囲に導体板100が配置されていたが、本発明はこれをさらに改善して、導体板100の幅を搬送ベルト73の幅よりも広くした導体板を配置してもよい。これによれば、搬送ベルト73の幅全域について導体板を配置できるので、より効果的な除電が可能となる。
前記実施形態では、除電面101は、搬送ベルト73の移動方向下流側へ向うにつれて、駆動ローラ71に巻き掛けられた搬送ベルト73に近接するように配置されていたが、図5に示すように、除電面101Aが、上下方向から見て駆動ローラ71と重ならない位置で、搬送ベルト73の展張面73Bと近接するように導体板100Aを構成してもよい。
前記実施形態では、導体板100は、基板収容器200の一部を構成していたが、本発明はこれに限定されず、独立した部材として導体板100を設けてもよいし、基板収容器以外の部材の一部を構成していてもよい。
前記実施形態では、導体板100は、除電面101と、接地面102と、傾斜面103と、後端面104とで構成されていたが、本発明はこれに限定されず、接地された除電面を有していれば、形状は特に限定されない。
前記実施形態では、導体板100は、クリーニングユニット75に対して、搬送ベルト73の移動方向上流側に配置されていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、図6に示すように、クリーニングユニット75の搬送ベルト73の展張面と対面する部分に、電気的に接地された導体板100Bを設けてもよい。
前記実施形態では、本発明に係る電子写真方式の画像形成装置として、カラーLEDプリンタ1を例示したが、これに限定されず、例えば、露光装置にレーザスキャナを使用したものでもよい。また、プリンタに限らず複写機や複合機などであってもよい。
1 カラーLEDプリンタ
51 感光ドラム
71 駆動ローラ
72 従動ローラ
73 搬送ベルト
73B 展張面
74 転写ローラ
75 クリーニングユニット
80 定着装置
96 再搬送経路
100 導体板
200 基板収容器
300 回路基板
P 用紙
W 画像形成領域幅

Claims (6)

  1. 環状のベルトと、
    前記ベルトを張架する一対の張架ローラと、
    現像剤像が形成される感光体と対向する位置に配され、前記感光体上の現像剤像を前記ベルトの外側の面又は前記ベルトにより搬送される記録シートに転写する転写部材と、
    前記ベルト上に付着した現像剤を除去するクリーニング部材と、
    前記ベルトの外側の面に近接するように配置され、電気的に接地された導体板と、を備えた画像形成装置であって、
    前記クリーニング部材は、前記ベルトのうち前記一対の張架ローラ間で張られている平面状の面のうち前記感光体に対向する面とは異なる展張面上に配置され、
    前記導体板は、
    前記クリーニング部材が配置された前記展張面に近接するように、前記感光体に対し、前記ベルトの移動方向下流側であって、かつ、前記クリーニング部材の上流側に配置され、
    前記展張面に平行に対面する部分と、前記一対の張架ローラのうち前記感光体に対し前記ベルトの移動方向下流側に位置する下流張架ローラに対向し、かつ、前記ベルトの移動方向下流側へ向うにつれて、前記下流張架ローラに巻き掛けられた前記ベルトに近接するように配置された部分と、を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 環状のベルトと、
    前記ベルトを張架する一対の張架ローラと、
    現像剤像が形成される感光体と対向する位置に配され、前記感光体上の現像剤像を前記ベルトの外側の面又は前記ベルトにより搬送される記録シートに転写する転写部材と、
    前記ベルト上に付着した現像剤を除去するクリーニング部材と、
    前記ベルトの外側の面に近接するように配置され、電気的に接地された導体板と、を備えた画像形成装置であって、
    前記クリーニング部材は、前記ベルトのうち前記一対の張架ローラ間で張られている平面状の面のうち前記感光体に対向する面とは異なる展張面上に配置され、
    前記導体板は、
    前記クリーニング部材が配置された前記展張面に近接するように、前記感光体に対し、前記ベルトの移動方向下流側であって、かつ、前記クリーニング部材の上流側に配置され、
    前記展張面に平行に対面して配置される除電面と、前記除電面から前記ベルトの移動方向上流側へ向かうにつれて、前記展張面から離れるように傾斜する傾斜面とを有することを特徴とする画像形成装置。
  3. 前記導体板の幅は、前記ベルトの外側の面の画像形成領域の幅よりも広いことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 回路基板と、
    当該回路基板を収容する基板収容器とを備え、
    前記導体板は、前記基板収容器の少なくとも一部を構成していることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記ベルトは、記録シートを搬送するための搬送ベルトであり、
    前記導体板は、前記ベルトの展張面のうち前記記録シートの搬送面とは異なる展張面に対面していることを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 記録シート上に形成された現像剤像を熱定着する定着装置と、
    前記定着装置を通過後に、再搬送される記録シートを裏面印字するための裏面印字機構とを備えることを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
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