JP6759013B2 - 転写装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体に形成されたトナー像を用紙に転写する転写装置、及び当該転写装置を備える画像形成装置に関する。

画像形成装置には、感光体ドラムに形成されたトナー画像を用紙に転写するものや、感光体ドラムに形成されたトナー画像を中間転写ベルトに一次転写し、中間転写ベルトから用紙にトナー画像を二次転写するものが存在する。トナー画像が転写された用紙は、トナー像の転写位置を経由して定着装置へ搬送される。このとき、用紙は、その用紙に生じる静電気力により感光体や中間転写ベルト等の像担持体の方へ引き寄せられ易くなる。このため、従来から、トナー像が転写された用紙を像担持体から剥離する技術が提案されている。

一例として、用紙に対して、像担持体とは反対側に電界を生じさせ、これにより用紙を電気的に剥離する技術が提案されている。この技術には、例えば、特許文献１に記載のコロナ帯電装置で採用されている鋸歯状電極が用いられる。

特開平１０−９０９７４号公報

しかし、鋸歯状電極は、各鋸歯の先端が鋭く尖っている。このため、用紙の搬送時に用紙が鋸歯状電極に触れ、又、メンテナンス時にユーザやサービスマンが鋸歯状電極に触れることにより、鋸歯状電極が変形する虞があった。鋸歯状電極が変形した場合、用紙を剥離するための電界の形成が妨げられる虞がある。電界の形成が不十分であると、定着装置に搬送される前に用紙が像担持体に巻き付き、用紙詰まりの原因となる。

そこで本発明の目的は、像担持体からの用紙の剥離に関して良好な状態を維持することが可能な転写装置及び画像形成装置を提供することである。

本発明に係る転写装置は、転写ローラと、剥離電極と、保護部材と、を備える。転写ローラは、像担持体に形成されたトナー像を転写位置にて用紙に転写する。剥離電極は、用紙が搬送される転写位置の下流側に配されており、複数の針状電極を有する。保護部材は、剥離電極に対して転写ローラ側に配されると共に、剥離電極に重ねられており、保護部材には、複数の針状電極の少なくとも１つと対向する位置に切欠部が凹設されている。

上記転写装置によれば、剥離電極が用紙の帯電極性に対して逆極性となる様に剥離電極に電圧を印加することにより、針状電極の先端を起点とする集中電界が、用紙を剥離するための剥離電界として形成される。そして、上記転写装置では、少なくとも１つの針状電極と対向する位置において保護部材に切欠部が凹設されている。このため、切欠部と対応する針状電極は保護部材と重ならず、従って、その針状電極の先端を起点として形成される剥離電界を、効率良く用紙に作用させることができる。

又、剥離電極に保護部材を重ねつつ、針状電極と対向する位置に切欠部が部分的に設けられることにより、当該切欠部に対応する針状電極は、保護部材と重なっていなくても、切欠部を構成する保護部材の縁により保護される。よって、針状電極の先端には、用紙やユーザ等が接触し難い。

上記転写装置において、保護部材は、複数の針状電極のそれぞれの先端よりも迫り出した先端縁を有する。この構成によれば、剥離電極側から保護部材を見たとき、針状電極の先端は切欠部の内側に位置することになる。よって、針状電極の先端を、用紙やユーザ等との接触から保護することができる。

上記転写装置において、保護部材には、搬送される用紙の少なくとも一部と対向する領域に、切欠部が複数設けられていることが好ましい。この構成によれば、像担持体への巻付きが生じやすい用紙の側端部と対向する領域に、複数の切欠部を設けることができる。これにより、用紙の側端部と対向する領域に、切欠部によって露出した針状電極を集中させることができる。よって、用紙の側端部に剥離電界を集中させることができ、その結果として、像担持体から用紙を更に効率良く剥離することができる。又、用紙の中央部と対向する領域に、複数の切欠部を設けてもよい。これにより、用紙全体が剥離し易くなり、その結果として、転写位置からの排紙方向を安定化させることができる。

上記転写装置において、保護部材には、切欠部が設けられた第１領域と、連続する２つ以上の針状電極全体に保護部材が重なった第２領域と、が設けられていてもよい。一例として、第１領域には、複数の針状電極のうちの１つ置きの針状電極と対向する位置に切欠部が設けられる。

本発明に係る画像形成装置は、像担持体にトナー像を形成する画像形成部と、像担持体に形成されたトナー像の用紙への転写に適用された上記転写装置と、を備える。この構成によれば、転写位置を経由して搬送される用紙を、像担持体の方へ引き寄せようとする静電気力に抗して、像担持体から効率良く剥離することが可能になる。又、転写装置において、針状電極の先端を、用紙やユーザ等との接触から保護することができる。

上記画像形成装置において、転写装置における針状電極の先端から転写ローラまでの最短距離が、針状電極の先端から像担持体までの最短距離より小さいことが好ましい。この構成によれば、針状電極の先端と転写ローラとの間に、新たな電界（第２の剥離電界）を生じさせることができ、その結果として、より二次転写位置に近い位置にて剥離電界を用紙に作用させることが可能となる。よって、像担持体から用紙を更に効率良く剥離することができる。

本発明によれば、像担持体からの用紙の剥離に関して良好な状態を維持することが可能になる。

第１実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。 画像形成装置が備える二次転写装置を示した斜視図である。 （Ａ）二次転写装置の要部を示した拡大斜視図、及び（Ｂ）当該要部を、ペーパーガイド部を省いて示した拡大斜視図である。 （Ａ）二次転写装置が備える剥離電極及び保護部材を示した平面図、及び（Ｂ）図４（Ａ）に示されるIVB−IVB線に沿う断面図である。 各部への電圧の印加、及び二次転写位置の近傍に生じる電界についての説明図である。 第３実施形態において二次転写位置の近傍に生じる電界についての説明図である。 剥離電極及び保護部材の他の例を第４実施形態として示した平面図である。

［１］第１実施形態
［１−１］画像形成装置の概略
図１に示される様に、画像形成装置は、画像読取部１０と、画像形成部２０と、給紙部３０と、排紙部４０と、を備える。画像読取部１０は、原稿の画像を読み取り、読み取った画像から画像データを生成する。画像形成部２０は、画像データに基づいた画像形成処理を行うことにより、給紙部３０から供給される用紙への印刷を行う。印刷後の用紙は、排紙部４０に排出される。

画像形成装置には、給紙部３０から供給される用紙を排紙部４０まで搬送するための搬送路３３が形成されている。具体的には、搬送路３３は、後述する二次転写位置及び定着位置を経由して、給紙部３０から排紙部４０まで延びている。尚、画像形成装置には、両面印刷用の搬送路等、種々の用途で用いられる別の搬送路が形成されていてもよい。

画像形成部２０は、４つの画像形成ステーション２１〜２４と、露光ユニット３と、中間転写装置５０と、二次転写装置６０と、定着装置７０と、を有する。画像形成ステーション２１〜２４は、中間転写ベルト５１の周回方向に一列に配されており、画像データに基づいて、ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの４色のトナー像をそれぞれ形成する。

画像形成ステーション２１〜２４の各々は、感光体ドラム１と、帯電器２と、現像器４と、中間ローラ５と、クリーナユニット６と、を含む。感光体ドラム１は、静電潜像担持体であり、駆動源（不図示）から駆動力が伝達されることにより所定方向に回転する。帯電器２は、感光体ドラム１の周面を、所定電位となる様に帯電させる。露光ユニット３は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、及びイエロー）のそれぞれの色相における画像データに基づいて変調されたレーザビームを、画像形成ステーション２１〜２４のそれぞれの感光体ドラム１に照射する。これにより、各感光体ドラム１の周面には、対応する色相の画像データに基づく静電潜像が形成される。そして、当該周面にトナーが現像器４から供給されることにより、静電潜像が顕像化されてトナー像が形成される。

中間転写装置５０は、中間転写ベルト５１（特許請求の範囲に記載の「像担持体」に相当）と、中間転写ベルト５１を駆動する駆動ローラ５２と、当該駆動ローラ５２と共に中間転写ベルト５１を支持する支持ローラ５３と、を有する。駆動ローラ５２及び支持ローラ５３は、互いに平行に配置され、これらのローラに対して中間転写ベルト５１がループ状に張架されている。具体的には、中間転写ベルト５１は、周回時に外周面が画像形成ステーション２１〜２４のそれぞれの感光体ドラム１に順に対向する様に、駆動ローラ５２及び支持ローラ５３に張架されている。

中間転写ベルト５１を挟んで感光体ドラム１と対向する位置のそれぞれには、中間ローラ５が配置されている。４つの感光体ドラム１のそれぞれから中間転写ベルト５１にトナー像を転写（一次転写）する場合、中間ローラ５には、トナーの帯電極性（本実施形態ではマイナス）と逆極性（本実施形態ではプラス）の一次転写バイアスが印加される。このとき、定電圧制御が行われる。そして、４つの感光体ドラム１のそれぞれと対向する一次転写位置にて中間転写ベルト５１にトナー像が順次転写されることにより、中間転写ベルト５１の外周面には、４色のトナー像が重なったフルカラーのトナー像が形成される（一次転写）。

中間転写ベルト５１の外周面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５１の周回により、二次転写装置６０により用紙に転写される二次転写位置まで搬送される。本実施形態では、二次転写装置６０が備える二次転写ローラ６２が、中間転写ベルト５１を介して駆動ローラ５２と対向する位置に配されると共に、中間転写ベルト５１の外周面に所定の圧力で圧接している。そして、二次転写位置は、中間転写ベルト５１の周回経路における駆動ローラ５２上の位置となっている。又、二次転写ローラ６２は、その芯金部（軸部）に接続される導電性の軸受又は当接電極（不図示）等を介して接地されている（図５参照）。尚、二次転写装置６０の詳細については、後述する。

中間転写ベルト５１から用紙にトナー像を転写（二次転写）する場合、駆動ローラ５２に、トナーの帯電極性と同極性（本実施形態ではマイナス）の二次転写バイアスＶ１が印加される（図５参照）。このとき、定電流制御が行われることにより、二次転写電流が、二次転写ローラ６２から駆動ローラ５２へ、用紙及び中間転写ベルト５１を経由して流れる。これにより、中間転写ベルト５１の外周面に担持されたフルカラーのトナー像が、二次転写位置にて用紙に転写される。二次転写後に中間転写ベルト５１に残留したトナーは、クリーニングユニット５４（図１参照）により回収される。

トナー像が転写された用紙は、定着装置７０へ搬送される。定着装置７０は、加熱ローラ７１と、当該加熱ローラ７１で加熱される定着ベルト７２と、定着位置にて定着ベルト７２に圧接した加圧ローラ７３と、を備える。定着位置を用紙が通過することにおり、加熱及び加圧によりトナー像が用紙に堅牢に定着する。

この様な画像形成装置では、二次転写位置を経由する用紙は、当該用紙を経由して二次転写ローラ６２から駆動ローラ５２へ流れる二次転写電流により、トナーの帯電極性とは逆極性（本実施形態ではプラス）に帯電すると共に、中間転写ベルト５１の方へ引き寄せられ易くなる。このため、何ら対策を施さなければ、定着装置７０に搬送される前に用紙が中間転写ベルト５１に巻き付き、用紙詰まりの原因となる。そこで、本実施形態では、二次転写装置６０が以下の様に構成されている。

［１−２］二次転写装置
図２〜図３（Ｂ）に示される様に、二次転写装置６０は、上述した二次転写ローラ６２に加えて、フレーム６３と、剥離電極６４と、保護部材６５と、ペーパーガイド部６７と、を更に備える。

フレーム６３は、二次転写装置６０の各部構成をユニット化するための部材であり、二次転写ローラ６２は、フレーム６３に軸支されている。又、フレーム６３には、保護部材６５及びペーパーガイド部６７が固定されており、保護部材６５及びペーパーガイド部６７は、用紙が搬送される二次転写位置の下流側に順に配されている。尚、フレーム６３は、ポリカーボネート／ＡＢＳ樹脂等、成形等に好適な様々な樹脂を用いて形成される。又、保護部材６５及びペーパーガイド部６７の少なくとも何れか一方は、フレーム６３と一体的に形成されていてもよい。

剥離電極６４は、二次転写位置の下流側に配されると共に、保護部材６５における二次転写ローラ６２とは反対側の面に保持されている。剥離電極６４は、ベース部６４０と、当該ベース部６４０から突出した複数の針状電極６４１と、を有する（図３（Ｂ）参照）。具体的には、ベース部６４０は、その延在方向を二次転写ローラ６２の回転軸に沿わせた状態（二次転写ローラ６２の長手方向に一致させた状態）で、保護部材６５に保持されている。複数の針状電極６４１は、ベース部６４０における用紙の搬送路３３側（中間転写ベルト５１側）の端縁６４０ａに設けられると共に、当該端縁６４０ａから搬送路３３の方へ突出している（図４（Ａ）及び図５参照）。

本実施形態では、ベース部６４０は、二次転写ローラ６２の長さと同程度の長さを有しており、ベース部６４０の端縁６４０ａ全体に亘って複数の針状電極６４１が所定間隔で配されている。又、針状電極６４１の長さＬは、１．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であることが好ましい。長さＬをこの様な範囲に設定することにより、針状電極６４１の先端をベース部６４０から遠ざけることができる。これにより、針状電極６４１の先端に電界が集中し易くなる。

剥離電極６４のベース部６４０には、接続電極板６４２が電気的に接続されている（図３（Ｂ）参照）。又、接続電極板６４２には、接点端子であるコイル６４３が接続されている。そして、画像形成装置に設置された電極用高圧電源（不図示）に接続用端子（不図示）を介してコイル６４３が接続されることにより、剥離電極６４には、コイル６４３及び接続電極板６４２を介して、所定の電圧Ｖ２（本実施形態では−２ｋＶ〜−３ｋＶ程度）が定電圧制御により印加される（図５参照）。

保護部材６５は、剥離電極６４に対して二次転写ローラ６２側に位置すると共に、剥離電極６４に重ねられている。具体的には、保護部材６５は、搬送路３３側に位置する先端縁６５ａを有し、当該先端縁６５ａが、複数の針状電極６４１の何れの先端よりも搬送路３３側へ迫り出している（図４（Ａ）〜図５参照）。

図４（Ａ）及び（Ｂ）に示される様に、保護部材６５には、１つ置きの針状電極６４１と対向する位置のそれぞれに切欠部６５１が凹設されている。具体的には、切欠部６５１は、保護部材６５の先端縁６５ａの一部がＵ字状に窪んだ形状を呈している。よって、剥離電極６４側から保護部材６５を見たとき、切欠部６５１に対応する針状電極６４１の先端は切欠部６５１の内側に位置する。尚、先端縁６５ａにおける切欠部６５１の開口幅Ｗは、１〜２ｍｍ程度であることが好ましく、約１ｍｍ程度であることがより好ましい。切欠部６５１の形状は、Ｕ字状に限定されるものではなく、Ｖ字状や角溝状など、種々の形状に変形することが可能である。

上記第１実施形態の構成によれば、剥離電極６４が用紙の帯電極性（本実施形態ではプラス）に対して逆極性となる様に、剥離電極６４に定電圧が印加される。これにより、針状電極６４１の先端を起点とする集中電界が、用紙を剥離するための剥離電界Ｅ１として形成される（図５参照）。そして、上記二次転写装置６０では、針状電極６４１と対向する位置において保護部材６５に切欠部６５１が凹設されている。このため、切欠部６５１と対応する針状電極６４１は保護部材６５と重ならず、従って、その針状電極６４１の先端を起点として形成される剥離電界Ｅ１を、効率良く用紙に作用させることができる。よって、二次転写位置を経由して搬送される用紙を、中間転写ベルト５１（像担持体）の方へ引き寄せようとする静電気力に抗して、中間転写ベルト５１から効率良く剥離することができる。

又、剥離電極６４に保護部材６５を重ねつつ、針状電極６４１と対向する位置に切欠部６５１が部分的に設けられることにより、当該切欠部６５１に対応する針状電極６４１は、保護部材６５と重なっていなくても、切欠部６５１を構成する保護部材６５の縁により保護される。具体的には、剥離電極６４側から保護部材６５を見たとき、切欠部６５１に対応する針状電極６４１の先端は切欠部６５１の内側に位置する（図４（Ａ）参照）。よって、針状電極６４１の先端を、用紙やユーザ等との接触から保護することができる。その結果として、針状電極６４１の変形が防止され、中間転写ベルト５１（像担持体）からの用紙の剥離に関して良好な状態を維持することができる。

［２］第２実施形態
図３（Ｂ）に示される様に、保護部材６５において、針状電極６４１に対して１つ置きに切欠部６５１が設けられた領域を第１領域Ｒ１としたとき、第１領域Ｒ１が保護部材６５の長手方向において全域を占める場合に限らず、当該第１領域Ｒ１とは異なる次の様な第２領域Ｒ２が更に設けられていてもよい。即ち、第２領域Ｒ２では、保護部材６５に切欠部６５１が設けられておらず、連続する２つ以上の針状電極６４１全体に保護部材６５が重なっている。よって、第２領域Ｒ２では、針状電極６４１は保護部材６５から突出しておらず、従って、針状電極６４１の先端が保護部材６５で保護される一方で、その先端に形成される集中電界の用紙への作用が抑制される。

第２領域Ｒ２は、保護部材６５の長手方向において複数設けられていてもよく、又、当該長手方向における幅が適宜変更されてもよい。そして、保護部材６５の長手方向における第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２の配置の変更、及び、第２領域Ｒ２の幅の変更、の少なくとも何れか一方を適宜行うことにより、保護部材６５の長手方向における剥離電界Ｅ１の分布を所望の分布（所望の強弱が形成された分布）にすることができる。これにより、剥離の起点となる箇所（剥離電界Ｅ１が大きい箇所）を、保護部材６５の長手方向における適切な箇所に１又は複数設けることが可能になる。よって、中間転写ベルト５１（像担持体）からの用紙の剥離に関してより良好な状態を維持することが可能となる。

従って、次のような好ましい実施例が考えられる。即ち、保護部材６５において、中間転写ベルト５１への巻付きが生じやすい用紙の両側端部と対向する領域を第１領域Ｒ１とし、それ以外の領域を第２領域Ｒ２とすることができる。又、搬送路３３を通る用紙の様々なサイズに対応させるべく、第１領域Ｒ１を様々なサイズの用紙の両端部に対応した複数の領域に設けてもよい。更に、保護部材６５の長手方向における中央領域（用紙の中央部に対向する領域）にも第１領域Ｒ１を設けてもよい。これにより、用紙全体が剥離し易くなり、その結果として、二次転写位置からの排紙方向を安定化させることができる。

上記第２実施形態の構成によれば、中間転写ベルト５１への巻付きが生じやすい用紙の両側端部と対向する領域（第１領域Ｒ１）に、切欠部６５１によって露出した針状電極６４１が集中して設けられるため、当該用紙の両側端部に剥離電界Ｅ１を集中させることができる。よって、中間転写ベルト５１から用紙を更に効率良く剥離することができる。

［３］第３実施形態
図６に示される様に、剥離電極６４の針状電極６４１は、二次転写ローラ６２に近接配置されることが好ましい。具体的には、剥離電極６４は、針状電極６４１の先端から二次転写ローラ６２までの最短距離Ｌ１が、針状電極６４１の先端から駆動ローラ５２までの最短距離Ｌ２より小さいことが好ましい。

上記第３実施形態の構成によれば、針状電極６４１の先端と二次転写ローラ６２との間に、第１実施形態で説明した剥離電界Ｅ１とは異なる新たな電界（第２の剥離電界Ｅ２）を生じさせることができ、その結果として、より二次転写位置に近い位置にて剥離電界Ｅ２を用紙に作用させることが可能となる。よって、中間転写ベルト５１から用紙を更に効率良く剥離することができる。

［４］第４実施形態
図７に示される様に、保護部材６５には、切欠部６５１が、複数の針状電極６４１に１つずつ対応して複数設けられていてもよい。この構成によれば、複数の針状電極６４１のそれぞれの先端に生じる集中電界（剥離電界Ｅ１）を、無駄にすることなく用紙に効率良く作用させることができる。

尚、保護部材６５の構成は、上記実施形態で説明した構成に限らず、複数の針状電極６４１の少なくとも１つと対向する位置に切欠部６５１が凹設された種々の構成に変形することができる。

［５］第５実施形態
上記実施形態で説明した画像形成装置の各部構成は、二次転写装置６０が、中間転写ベルト５１と二次転写ローラ６２との間に介在する二次転写ベルトを更に備えた画像形成装置にも適用することができる。この場合、二次転写装置６０において、剥離電極６４は、二次転写ベルトの内面側（用紙の搬送路３３とは反対側）に設けられる。この構成においても、剥離電極６４が有する針状電極６４１の先端に生じる剥離電界Ｅ１を、用紙に作用させることができる。

更に、上記実施形態で説明した画像形成装置の各部構成は、一次転写位置にてトナー像を用紙に転写する画像形成装置において、感光体ドラム１から用紙を効率良く剥離する場合にも適用することができる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 感光体ドラム
２ 帯電器
３ 露光ユニット
４ 現像器
５ 中間ローラ
６ クリーナユニット
１０ 画像読取部
２０ 画像形成部
２１、２２、２３、２４ 画像形成ステーション
３０ 給紙部
３３ 搬送路
４０ 排紙部
５０ 中間転写装置
５１ 中間転写ベルト
５２ 駆動ローラ
５３ 支持ローラ
５４ クリーニングユニット
６０ 二次転写装置
６２ 二次転写ローラ
６３ フレーム
６４ 剥離電極
６５ 保護部材
６５ａ 先端縁
６７ ペーパーガイド部
７０ 定着装置
７１ 加熱ローラ
７２ 定着ベルト
７３ 加圧ローラ
６４０ ベース部
６４０ａ 端縁
６４１ 針状電極
６４２ 接続電極板
６４３ コイル
６５１ 切欠部
Ｅ１、Ｅ２ 剥離電界
Ｌ 長さ
Ｌ１、Ｌ２ 最短距離
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
Ｖ１ 二次転写バイアス
Ｖ２ 所定の電圧
Ｗ 開口幅

Claims (5)

1. 像担持体に形成されたトナー像を転写位置にて用紙に転写する転写ローラと、
   前記用紙が搬送される前記転写位置の下流側に配されており、複数の針状電極を有する剥離電極と、
   前記剥離電極に対して前記転写ローラ側に配されると共に、前記剥離電極に重ねられた保護部材と、
   を備え、
   前記保護部材は、前記複数の針状電極のそれぞれの先端よりも迫り出した先端縁を有し、前記保護部材には、前記複数の針状電極の少なくとも１つと対向する位置に切欠部が凹設されており、当該切欠部の内側に、その切欠部に対向する前記針状電極の先端が位置しており、
   前記保護部材には、前記切欠部が設けられた第１領域と、連続する２つ以上の針状電極全体に保護部材が重なった第２領域と、が設けられている、転写装置。
2. 前記第１領域では、前記複数の針状電極のうちの１つ置きの針状電極と対向する位置に前記切欠部が設けられている、請求項１に記載の転写装置。
3. 前記保護部材には、搬送される前記用紙の少なくとも一部と対向する領域に、前記切欠部が複数設けられている、請求項１又は２に記載の転写装置。
4. 像担持体にトナー像を形成する画像形成部と、
   前記像担持体に形成された前記トナー像の用紙への転写に適用された、請求項１〜３の何れかに記載の転写装置と、
   を備える、画像形成装置。
5. 前記転写装置における前記針状電極の先端から前記転写ローラまでの最短距離が、前記針状電極の先端から前記像担持体までの最短距離より小さい、請求項４に記載の画像形成装置。

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