JP3717636B2

JP3717636B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3717636B2
Application number: JP19138297A
Authority: JP
Inventors: 謙三巽; 勝田中; 治司水石; 滋渡邊; 俊隆山口; 武男須田; 洋吉永; 賢雨宮; 真由美大堀
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1997-07-16
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2017-07-16
Also published as: JPH1138797A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、詳しくは転写後の記録材を除電し像担持体から静電的に分離する除電手段を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
像担持体の表面（感光層）に形成された現像像となるトナー像を、転写手段が配置された転写部において記録紙を主とする記録材に転写し、該記録材を像担持体から分離するように構成された画像形成装置が知られている。このような転写手段により像担持体上のトナー像を記録材に転写するとき、該記録材には電荷が与えられるようになっていて、像担持体と記録材との間には静電吸着力が作用して密着される。このため、記録材を像担持体から分離させる除電手段を転写手段の後ろ、すなわち転写手段における記録材搬送方向の下流側近傍に設ける必要がある。近年、除電手段においては、転写時とは反対極性の電荷を除電支持部材で支持された針状尖端から記録材に与えて転写後の記録材の除電を行うことで、像担持体との吸着作用を除き記録材を像担持体から静電的に分離させるような除電手段が採用されるようになってきている。（例えば特公平５−３２７５１号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年複写画像の高画質化が進む中、トナーの粒子も５〜７μｍという超微細になってきている。このようなトナーを用いて画像形成を行うと、記録材に転写されたトナーがすぐに記録材の地肌部に散ってしまう。これは、転写手段によって像担持体上のトナー像を記録材に転写した直後においては、記録材は転写手段より与えられた電荷を保持しているので、トナー像のある画像部とトナー像のない地肌部となる非画像部との間に電位差が生じるために発生する。このため、転写後の記録材からは転写後すぐに除電する必要があり、できる限り除電手段による除電位置を転写部に近接させることが要望されている。
【０００４】
ところが、除電手段による除電位置を転写部に近づけるてトナーの散り防止対策を施すと、除電手段からの除電分離のための放電電荷が転写手段側へ漏電したり、あるいは転写手段からの転写バイアスの電荷が除電手段側に漏電して、記録材の除電分離や記録材へのトナー像の転写が十分に行われない等の不具合が発生するおそれがある。
【０００５】
転写部に除電位置を近づけると、記録材に分離除電のための電荷が速く供給されるので、像担持体から記録材が早く分離される傾向となり、分離後の記録材が転写手段と除電手段との間でジャムってしまうという問題の発生のおそれもある。特に、転写手段が非接触型の放電方式ではなく転写ローラに代表されるローラ状部材による接触式型の帯電式の場合、分離された記録材がローラ状部材に沿って移動しようとするので、このローラ状部材と除電手段との間に入り込んでしまいジャム現象の発生率が大きくなる。
【０００６】
本発明は、除電手段と転写手段との間の漏電を防止し、狙い通りの記録材の除電や記録材への転写を行うことによって画像チリや転写不良のない良好な画像を得られる画像形成装置を提供することを１つの目的としている。
本発明は、上記目的に加え、像担持体からの分離後における記録材のジャムを防止し記録材が良好に搬送される画像形成装置を提供することを今一つの目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、除電手段から転写手段までの沿面距離を増やすことによって除電手段と転写手段との間に発生する漏電を防止するために、像担持体上に顕像化された現像像を静電的に記録材に転写する転写手段と、放電する複数の針状尖端を有する除電分離部材と該除電分離部材を保持する除電支持部材を有し、転写後に記録材を像担持体から除電分離する除電手段とを具備する画像形成装置において、転写手段側に位置する除電支持部材の一部に、針状尖端と転写手段とを隔てるように絶縁弾性部材を直接設けている。
【０００８】
本発明では、絶縁弾性部材を転写手段と接触するように設けたシート状部材としており、転写手段と除電手段との間の隙間をなくして分離後の記録材のジャムを低減させている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、転写手段を像担持体に圧接可能に設けた転写ローラで構成しており、非接触型で放電式の転写手段に比べてオゾンの発生が極めて少なくされている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、転写ローラが像担持体と圧接しない状態時に、絶縁弾性部材を転写ローラの軸中心方向に湾曲して接するように設けて、転写ローラの位置が変位しても絶縁弾性部材と転写ローラとの接触状態が保持されるようになっている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる画像形成装置は、トナー散り防止策を施したときに発生し易い除電手段と転写手段との間での転写バイアスや除電分離バイアスの漏電、記録材が像担持体から早く分離するために発生する分離後の記録材のジャムを防止するためのものである。この画像形成装置は、ドラム状の感光体あるいはベルト状の感光体等の像担持体上にトナーで顕像化された現像像（トナー像）を形成している。トナー像は、転写手段で静電的に記録材に転写される。転写を行われた記録材は、転写後に除電手段で除電されて像担持体から静電的に分離される。
【００１２】
除電手段は、電源と接続して放電する複数の針状尖端を有する除電分離部材を除電支持部材で保持している。この複数の針状尖端を転写手段と像担持体との間に形成される転写部に近接させて配置すると、転写帯電された記録材を転写後すぐに除電できるので、記録材上のトナーの散りを防止するのに好ましい。
【００１３】
このような構成の画像形成装置において、除電支持部材の転写手段側に位置する一部に、除電分離部材と転写手段とを隔てる絶縁弾性部材を設けると除電支持部材と転写手段との間の沿面距離が長くなり、転写手段あるいは除電手段からの漏電が低減される。これにより、転写手段や除電手段からの転写バイアスや除電分離バイアスが適切に記録材に与えられ、良好な転写や除電分離を行えるので好ましい。より転写手段や除電手段からの漏電を低減させるには、除電支持部材を絶縁部材で構成したり、除電支持部材にその表面積を増大させる表面積拡大部を設けて沿面距離をさらに長くすると良い。
【００１４】
絶縁弾性部材をシート状部材で構成し転写手段と接触させて設けると、転写手段と除電支持部材の間に隙間が合っても絶縁弾性部材で塞ぐことができるので、記録材が早く分離された場合でも隙間への進入を防ぐことができて好ましい。
【００１５】
転写手段を、像担持体に圧接可能に設けられ電源と接続した転写ローラで構成すると、分離された記録材が転写ローラの周面に沿って移動する場合があるので、転写ローラに絶縁弾性部材を接触するように設けることは、転写ローラに沿って転写手段と除電支持部材との間の隙間に進入しようとする記録材の進入を有効に防止できるので好ましい。
【００１６】
転写手段としては、帯電線とこれを囲むように配置された導電性材料からなるシールドとから構成される周知の転写帯電器や転写ローラが挙げられるが、空間での放電がなくオゾン発生が極めて少ない転写ローラを用いる方が好ましい。
【００１７】
転写ローラが像担持体と圧接しない状態時に、絶縁弾性部材を転写ローラの軸中心方向に湾曲して接するように設けると、転写ローラが像担持体に圧接して押し下げられた場合でも、絶縁弾性部材が変位して転写ローラとの当接状態を保持し、転写ローラと除電支持部材との間の隙間を常に塞ぐことができるので好ましい構成である。
【００１８】
転写ローラには、導電性部材で構成されたローラ部材の他にスリーブ等も含むものとする。記録材としては、普通紙や上質紙等の画像転写に用いられる一般的な転写紙の他、ＯＨＰ用の樹脂シート部材が挙げられる。除電分離部材としては、像担持体と平行に設けた複数の針状部材や複数の針状尖端を有する板状部材が挙げられる。
【００１９】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。各実施例において、同一の機能および形状等を有する構成要素については、同一符号を付すことによりその説明を省略する。
【００２０】
（第１実施例）
図３は、作像ユニット２と転写ユニット３とを正面側から見たときの拡大断面図である。図３に示す画像形成装置は、作像ユニット２と転写ユニット３とを備えている。作像ユニット２はユニットケース４を有し、このユニットケース４の内部には、像担持体の一例としてのドラム状の感光体５と、帯電装置の一例としての帯電ローラ６とがそれぞれ回転自在に組付けられている。
【００２１】
感光体５は、画像形成時に図示を省略した駆動装置によって図中矢印で示す時計回りに回転駆動され、このとき除電Ｌ１によって感光体５の表面が基準電位に除電される。帯電ローラ６は、感光体５の表面に圧接しながら従動回転し、感光体５の表面を所定の極性に一様に帯電する。このように帯電された感光体５の表面部分には、図示しない原稿からの光像または光変調されたレーザＬ２が照射され、これによって感光体５上に所定の静電潜像が形成される。
【００２２】
ユニットケース４には、現像装置７の一構成をなす現像ローラ８が回転自在に支持されている。ユニットケース４の一部によって構成された現像ケース９には、現像剤Ｄが収容され、この現像剤Ｄは、図中矢印で示すように反時計回りに回転駆動される現像ローラ８上に担持されて搬送される。このように搬送される現像剤Ｄが、感光体５と現像ローラ８との間に形成される現像部に至ったとき、現像剤中のトナーが感光体５に形成された静電潜像に静電的に移行し、その静電潜像がトナー像として可視像化される。
【００２３】
感光体５を挟んで現像ケース９と対向する部位には、トナー像転写後に感光体５上に残留しているトナーを除去するクリーニング装置２３が配置されている。クリーニング装置２３は、クリーニング部材としてのブレード２４がユニットケース４の一部によって構成されたクリーニングケース２５に固定されており、ブレード２４によって感光体５の表面の残留トナーを掻き落としてケース２５内に落下収納するようになっている。
【００２４】
転写ユニット３は、転写手段の一構成例である転写ローラ１１と、除電手段１１２と、これらを後述する態様で保持する揺動部材１３とを有している。転写ローラ１１は、図１に示すように、高圧電源１０と接続していて感光体５上のトナー像を静電的に記録材となる転写紙１に転写する機能を有し、感光体５の軸線方向と平行に延びている。転写ローラ１１は、その軸３８を軸受４６で回転自在に支持され、軸受４６の下部と取付部材５６の間に介装されたコイルバネ４５により感光体５の表面に対して圧接接触する向きに付勢されている。取付部材５６は、揺動部材１３に固定されている。
【００２５】
除電手段１２は、転写後の転写紙１を除電し、感光体５から分離するための除電分離部材としての除電針１４と、この除電針１４を保持する除電支持部材としてのホルダー１５とを具備している。
【００２６】
除電針１４は、ホルダー１５にその下端を埋設して感光体５の軸線方向と平行に配置されている。除電針１４は、ステンレススチール等の導電性の薄い金属板であって、その上部に除電分離バイアスを放電する複数の針状尖端１４ａを感光体５の軸線方向に間隔を持って形成されている。針状尖端１４ａは、感光体５と転写ローラ１１との接触部であり一定の転写領域（ニップ幅）Ｗを有する転写部２０よりも転写紙１の搬送方向下流側に位置する感光体５の表面に向けて屈曲して形成されている。除電針１４は、高圧電源１０と逆極性の高圧電源２１と接続していて、転写ローラ１１の転写バイアスと逆極性の除電分離バイアスを針状尖端１４ａから放電するようになっている。このように除電針１４における放電の主行性の強い針状尖端１４ａを転写紙搬送方向の下流側に位置する感光体５の表面に向けて屈曲形成すると、転写後すぐに転写紙１を除電することができる。
【００２７】
ホルダー１５は、合成樹脂製の電気絶縁性材料で形成されていて、図２に示すようにその側部に形成したフック部１６によって取付部材５６に着脱可能に装着される。ホルダー１５は、その上部を開口１５ａしていて、この開口１５ａから除電針１４の針状尖端１４ａを転写部２０の下流側に位置する記録紙Ｐの搬送経路上に臨ませている。開口１５ａ内には、ホルダー１５内への記録紙Ｐの進入を防止すると共に、ホルダー１５の剛性を確保する梁部材１７が、感光体５の軸方向と同方向となるホルダー１５の幅方向に複数間隔を空けて設けられている。
【００２８】
転写ローラ１１側に位置するホルダー１５の一部となる側面１５ｂは、除電針１４の針状尖端１４ａを逃げるためと後述する利点を得るために、右上がりに傾斜して開口１５ａを末広がりに拡開するように形成されている。このようにホルダー１５の側面１５ｂを拡開状に形成すると、除電分離に要する印加電圧を低くすることができる。
【００２９】
側面１５ｂには、絶縁弾性部材となるシート状部材１８が設けられている。シート状部材１８は、転写ローラ１１の軸方向に延びた薄い帯状のポリエステルフィルムからなり、その全長を転写ローラ１１の軸方向への長さよりも幾分長く形成されている。シート状部材１８は、その下端内面側を両面テープ１９で側面１５ｂに貼付られてホルダー１５に設けられている。シート状部材１８を貼付る場合、シワや波打ちがないように、上端１８ａが転写ローラ１１の母線と平行となるように側面１５ｂに貼付ける。シート状部材１８は、除電針１４の針状尖端１４ａと転写ローラ１１とを隔てるように、その上端１８ａを側面１５ｂから突出させて転写部２０よりも転写紙搬送方向の下流側に位置する転写ローラ１１の外周面１１ａと接触させている。
【００３０】
転写ユニット３は、平素、転写ローラ１１が感光体５から離間する位置に置かれていて、画像形成動作時に感光体５に対して図１，図３に示す姿勢をとる。転写ローラ１１は、転写ユニット３の画像形成動作時に感光体５の表面に対向して圧接した作動位置を占め、図中矢印で示すように反時計回りに回転駆動される。
【００３１】
このような構成の画像形成装置では、転写紙１が矢印Ａ方向から搬送されてきて転写部２０を通過するとき、転写ローラ１１に印加された転写バイアスの作用によって、感光体５の表面に形成されたトナー像が転写紙１上に転写される。転写部２０を通過した転写紙１は、除電針１４の針状尖端１４ａから感光体５の表面に向けて放電される除電分離バイアスの作用によって感光体５から除電分離される。
【００３２】
この時、針状尖端１４ａと転写ローラ１１の間には、シート状部材１８が両者を隔てるようにホルダー１５に設けられて配置されているので、針状尖端１４ａと転写ローラ１１との沿面距離が長くなる。このため、図６に示すように針状尖端１４ａから放電される−電荷の転写ローラ１１側への漏電（回り込み）がなくなるので、効率良く転写紙１の除電をすることができ分離性が良くなる。転写ローラ１１側から除電針１４側への転写バイアスの＋電荷のリークも沿面距離を長くしているシート状部材１８により阻止されるので、転写ローラ１１から転写部２０に対する転写バイアスの低下がなくなり良好な転写を行うことができる。
【００３３】
本実施例では、シート状部材１８が転写部２０よりも下流側に位置する転写ローラ１１の外周面１１ａに接触しているので、転写ローラ１１とホルダー１５の間に形成される間隔ｘが転写紙１の搬送側から見て塞がれる。したがって、図７に示すように、転写後の転写紙１が転写ローラ１１の外周面１１ａにならって搬送されて間隔ｘ内に進入することが防止され、分離後の転写紙１の良好な搬送を実現できる。
【００３４】
こうして感光体５から分離されて矢印Ｂ方向に搬送される転写紙１は、図示を省略した定着装置を通り、このとき転写紙１上のトナー像が定着装置における熱と圧力によって転写紙１上に定着される。この転写紙１は、定着されたトナー像よりなる記録画像の形成されたコピー紙として画像形成装置の本体外に排出される。
【００３５】
（第２実施例）
この実施例は、図４，図５に示すようにシート状部材１８を転写ローラ１１の外周面１１ａに湾曲させて圧接したことを特徴としている。シート状部材１８は、転写ローラ１１が感光体５の外周面と圧接しない状態時に、転写ローラ１１の軸３８の中心方向に湾曲して接するようにホルダー１５の側面１５ｂに第１実施例同様に図示しない両面テープ１９で貼付られている。シート状部材１８は、除電針１４の針状尖端１４ａと転写ローラ１１とを隔てるように、その上端１８ａを側面１５ｂから突出させて転写部２０よりも搬送下流側に位置する転写ローラ１１の外周面１１ａに圧接されている。
【００３６】
転写ローラ１１は、コイルバネ４５と軸受４６により感光体５に対して圧接する向きに付勢されて図５に実線で示す第１位置を占めており、転写ユニット３の動作により感光体５の外周面に圧接されると、図５に２点鎖線で示す第２位置まで押し下げられるようになっている。
【００３７】
このようにシート状部材１８を転写ローラ１１が感光体５の外周面と圧接しない状態時に、この転写ローラ１１の軸３８の中心方向に湾曲するように設けると、転写ローラ１１が感光体５の外周面に圧接して図５に実線で示す第１位置から２点鎖線で示す第２位置まで押し下げられた場合でも、常にその上端１８ａが転写ローラ１１の外周面１１ａに接触した状態となる。このため、転写ローラ１１とホルダー１５の間に形成される間隔ｘが、このシート状部材１８で転写紙１の搬送経路側から見て塞がれるので、転写後の転写紙１が転写ローラ１１の外周面１１ａにならって搬送されて間隔ｘ内に進入することを阻止することができる。
【００３８】
各実施例では、シート状部材１８を転写ローラ１１の外周面１１ａに対して接触あるいは湾曲させて圧接させているが、シート状部材１８は、少なくとも転写部２０よりも下流側に位置する転写ローラ１１の外周面１１ａと針状尖端１４ａとの間に配置されていれば転写バイアスや除電分離バイアスのリークを防止できるので、転写ローラ１１に対して接触あるいは圧接させることに限定されるものではなく、非接触であっても良い。シート状部材１８としては、ポリエステルフィルムの他に（商品名「テフロン」）に代表されるフッ素樹脂製のフィルムを用いても良い。
【００３９】
除電針１４としては、転写ローラ１１の軸方向に間隔が空くようにホルダー１５にその基端を埋設し、その先端を転写部２０よりも転写紙搬送方向の下流側に位置する感光体５に向かって屈曲させた導電性金属製の針材で構成しても良い。
【００４０】
シート状部材１８は転写ローラ１１の回転方向側（トレーディング方向）で同ローラの外周面１１ａに接触あるいは圧接されるので、転写ローラ１１を傷つけることがなく転写ローラ１１の耐久性が良くなる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、転写手段側に位置する除電支持部材の一部に除電分離部材と転写手段とを隔てるように絶縁弾性部材を設けて、除電手段と転写手段との間の沿面距離を増やすことにより、除電手段と転写手段との間に発生する漏電を防止できるので、記録材からの除電や記録材への転写を狙い通りに行うことができ画像チリや転写不良のない良好な画像を得られる。
【００４２】
本発明によれば、絶縁弾性部材を転写手段と接触するように設けたシート状部材とすると、転写手段と除電手段との間の隙間がなくなって像担持体からの分離後の記録材のジャムが低減され、記録材を良好に搬送することができる。
【００４３】
本発明によれば、転写手段を像担持体に圧接可能に設けた転写ローラで構成することでオゾンの発生がほとんどなくなり、上記発明の効果に加えて装置の設置環境（オフィス環境）の低下を防止できる。
【００４４】
本発明によれば、転写ローラが像担持体と圧接しない状態時に絶縁弾性部材を転写ローラの軸中心方向に湾曲して接するように設けて転写ローラの位置が変位しても絶縁弾性部材と転写ローラとの接触状態を保持することで、上記発明の効果に加え、分離後の記録材のジャムがより低減されて記録材をさらに良好に搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す画像形成装置の要部となる除電手段の構成を示す拡大断面図である。
【図２】針状尖端を有する除電分離部材と除電支持部材及び絶縁弾性部材を構成を示す斜視図である。
【図３】本発明を適用する画像形成装置の要部構成を示す正断面図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す画像形成装置の要部となる除電手段の構成を示す拡大断面図である。
【図５】転写手段の移動に伴う絶縁弾性部材の動作を示す拡大断面図である。
【図６】絶縁弾性部材を持たない画像形成装置の１つの不具合例を説明する拡大断面図である。
【図７】絶縁弾性部材を持たない画像形成装置の別な不具合例を説明する拡大断面図である。
【符号の説明】
１記録材
５像担持体
１１転写手段（転写ローラ）
１２除電手段
１４除電分離部材
１４ａ複数の針状尖端
１５除電支持部材
１５ｂ除電支持部材の一部
１８絶縁弾性部材（シート状部材）
３８転写ローラの軸

Claims

像担持体上に顕像化された現像像を静電的に記録材に転写する転写手段と、転写後に上記記録材を上記像担持体から分離し、かつ除電する除電手段とを備え、上記除電手段が、放電する複数の針状尖端を有する除電分離部材と、この除電分離部材を保持する除電支持部材とを有する画像形成装置において、上記転写手段側に位置する上記除電支持部材の一部に、上記針状尖端と上記転写手段とを隔てるように絶縁弾性部材を直接設けるとともに、この絶縁弾性部材が、上記転写手段と接触するように設けられたシート状部材であることを特徴とする画像形成装置。
上記転写手段が、上記像担持体に圧接可能に設けられた転写ローラで構成されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
上記転写ローラが上記像担持体と圧接しない状態時に、上記絶縁弾性部材が上記転写ローラの軸中心方向に湾曲して接するように設けられたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。