JPH07319295A

JPH07319295A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07319295A
Application number: JP13497794A
Authority: JP
Inventors: Yoshimitsu Nakane; 義満中根
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-05-25
Filing date: 1994-05-25
Publication date: 1995-12-08

Abstract

(57)【要約】【目的】装置本体の大型化を招来せずに分離領域の拡
大化と、分離性の安定化を図ることのできる分離装置を
提供する。【構成】分離装置５０を回転可能な２本の分離ローラ
１４ａ、１４ｂから構成し、感光ドラム１と分離ローラ
１４ａ、１４ｂとの間隙を、分離ローラ１４ａ、１４ｂ
のローラ軸４０端部に設けた突き当てコロ２４により一
定に維持する。これにより、分離装置を大型化せずに分
離領域を拡大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば複写機、レーザ
ービームプリンタ等とされる電子写真方式の画像形成装
置に関し、転写材の除電手段である分離装置に特徴を有
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、像担持体や転写紙等の被除電体の
電荷を除電処理する手段として、除電性の良いコロトロ
ンやスコトロン等のコロナ放電器が広く利用されてい
る。しかし、コロナ放電器は高価な高圧電源を必要と
し、また、それ自体及び高圧電源のシールド空間等のス
ペースを必要とする。更に、オゾン等のコロナ生成物が
多量に発生するため、その対処のための付加手段・機構
が要求され、それらが装置を大型化・高コスト化する因
子となっていた。

【０００３】そこで、近年はコロナ放電器の代わりに接
触除電方式の分離装置が提案されている。接触除電方式
は、電圧（例えば＋１〜＋５ＫＶ程度の直流電圧あるい
は直流と交流の交番させた電圧等）を印加した除電部材
を像担持体等の被除電体に所定の押圧力をもって当接さ
せて被除電体の電荷を除電するものである。ところが、
接触除電方式は除電部材と被除電体が接触しているた
め、除電部材の振動音が発生したり、除電部材の寿命が
短くなったり等のデメリットがあった。

【０００４】それに対して、除電部材と被除電体との間
に隙間を設け除電を行う分離装置が米国特許第５１４６
２８０号等で提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は上記２つの
形式の分離装置を試作し検討を重ねてきた。以下、従来
例の問題点を指摘するため検討の経緯について説明す
る。

【０００６】図７のグラフは６０枚／分の複写機を用い
て、直径１０８ｍｍの感光ドラムに対して接触転写、接
触分離で、転写・分離を行ったときのデータである。

【０００７】また図７のグラフは横軸に分離ローラに印
加した除電電圧、縦軸にはその印加電圧によって感光ド
ラム方向に流れた除電電流値を示している。各除電電圧
において、国内紙Ａ４サイズの転写紙を２０枚通紙さ
せ、２０枚全ての転写紙の先端が完全に分離している状
態を分離○と評価し、１枚でも紙の先端が浮いている状
態を分離×と評価する。また、２０枚の転写紙について
全て画像評価をし、１枚でも再転写（濃度薄による画像
不良）が発生している状態を再転写×とし、再転写が発
生していない状態を再転写○として図７に示す矢印によ
りその領域を表わしている。

【０００８】一次帯電は、約２ｋΩの抵抗値で直径１６
ｍｍの導電性ゴム層を有した帯電ローラを並列に２本配
置し、＋９７０ＶのＤＣ電圧を印加することにより感光
ドラム上に帯電させている。転写は、約１０ＭΩの抵抗
値で直径１６ｍｍの導電性ゴム層を有した転写ローラに
＋４ＫＶのＤＣ電圧を印加することにより、接触転写で
転写紙上に転写している。分離は、約１０ＭΩの抵抗値
で直径１６ｍｍの導電性ゴム層を有した１本の分離ロー
ラを感光ドラムに接触従動させ、分離ローラにＤＣ電圧
を印加することにより分離を行っている。尚、検討環境
は温湿度２０℃、２０％であった。

【０００９】図７のデータからわかるように分離ローラ
を感光ドラムに接触させた除電方式では分離・再転写を
同時に満足する領域がないことがわかる。

【００１０】次に本発明者は分離ローラを接触させる除
電方式の場合において分離を満足させる領域がない原因
を、分離時に転写紙と分離ローラとが接触しているため
と考え、分離ローラの両端に感光ドラムとの距離を一定
に保つ距離保証手段を設け、分離ローラをドラムから離
間させて配置し、この分離ローラにＤＣバイアスを印加
することにより分離装置の検討を行った。

【００１１】図８のグラフは上記構成でのデータであ
る。分離は１本の分離ローラ（接触除電と同じ分離ロー
ラ）を感光ドラムから１ｍｍ離間させて配置し、ドラム
と同周速で回転駆動させることにより行なった。一次帯
電器、転写帯電器の検討条件は前述の接触除電の検討条
件と同等である。評価の方法も前述と同等である。この
データより非接触ローラ分離（ローラ１本）方式では分
離・再転写を同時に満足する領域が無いことがわかる。
但し、グラフでは判断できないが、分離のレベルは図７
の接触除電よりもよいことが目視で確認できた。

【００１２】そこで、非接触ローラ分離方式（ローラ１
本）で、満足できる分離領域が出てこない原因を分離ロ
ーラがドラム表面の電荷を除電する領域が狭いためと考
え、満足できる分離領域を出すために、除電領域を広く
しようと考えた。特に転写紙の搬送スピードが速い高速
機においては、スピードが遅い低速機に比べて、除電時
間が短くなるので、なおさら除電領域を広くする必要が
ある。

【００１３】除電領域を広くする方式としては従来より
提案されている非接触のプレート状の部材によって除電
するプレート除電方式が知られている。この除電方式は
除電部材が静止しているため除電部材に汚れが生じ易
く、また汚れを清掃するためには一旦外部に取り出す必
要があり、非常に不便であった。その結果、清掃を怠た
り易くその場合、分離不良が発生し、装置として利用す
ることが不可能であった。

【００１４】また除電領域を広くするために、分離ロー
ラの径を大きくすると、分離装置が大型になり、その結
果、画像形成装置全体の大きさも大きくなる。またロー
ラ大型化によるコストアップ、ローラ１本の表面積が大
きくなるためローラ表面の抵抗値を一定に管理すること
が難しく、その結果除電特性が安定しない等の問題点が
あった。

【００１５】従って、本発明の主な目的は、装置本体の
大型化を招来せずに、分離領域の拡大化を図ることので
きる分離装置を備えた画像形成装置を提供することであ
る。

【００１６】本発明の他の目的は、安定した分離性を有
する分離装置を備えた画像形成装置を提供することであ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像担持体又は転写材の電荷を除去する、電力供給される
除電手段を備えた画像形成装置において、前記除電手段
は、導電性芯材と該導電性芯材を被覆する弾性体とを有
する２個以上のローラ状回転体を備え、駆動手段により
その回転軸を中心として回転され、前記除電手段と前記
像担持体とは非接触に配置され、少なくとも１つの前記
ローラ状回転体と前記像担持体との間隙を一定に保つ距
離保証手段を有することを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００１８】前記転写材分離後の搬送方向に平行な直線
と前記像担持体との接点よりも前記像担持体の移動方向
の上流側に前記除電手段の作用領域を配置することが好
ましい。

【００１９】

【実施例】以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則
して更に詳しく説明する。

【００２０】実施例１図６は、本発明による画像形成装置の実施例１を示す構
成図である。図６において、帯電装置２０の高抵抗の導
電性ゴム層を有した帯電ローラ２を感光ドラム１に接触
させ、これに直流電圧をかけることによって感光ドラム
１を一様に帯電させる。次いで、帯電された感光ドラム
１上を露光装置３によって露光することにより露光され
た部分の電位が減衰して潜像が形成される。現像器４に
より潜像が現像されトナー像とされる。次に、転写装置
５によってトナー像を給紙装置により供給された転写紙
に転写する。転写装置５は高抵抗の導電性ゴム層を有し
た転写ローラ５ａからなり、これを感光ドラム１に接触
させ、直流電圧をかけることによって転写を行なう。

【００２１】トナー像が転写された転写紙は、感光ドラ
ム１上の電荷を除電手段である分離装置５０によって除
去することにより感光ドラム１から分離する。感光ドラ
ム１上に残ったトナーはクリーニング器６によって除去
される。さらに転写紙は紙搬送装置７、紙ガイド１０に
よって定着ローラ８の所定位置へと送り出される。次に
加熱ヒータ１２とサーミスタ１１とにより一定温度に加
熱され、不図示の回転駆動装置に連結された定着ローラ
８と定着ローラ８に圧接されて従動回転する加圧ローラ
９とによって転写紙は挾持搬送され、この間にトナー像
は転写紙に永久定着される。定着ローラ８及び加圧ロー
ラ９間を通過した転写紙は排紙ローラ対１３によって機
外へ排出される。

【００２２】次に本発明の特徴部分である分離装置５０
について図１ないし４により詳述する。図１は分離装置
５０を示す斜視図、図２は、図１の分離装置５０の感光
ドラム１の回転軸方向の一部断面図、図３は分離装置の
転写紙搬送方向の断面図、そして図４は分離装置５０の
電気系統図である。

【００２３】図１及び２において、分離ローラ１４ａ、
１４ｂは導電性の芯材、例えばＳＵＳからなる導電性芯
材たるローラ軸４０とその周りに被覆された円環形の弾
性体たる導電性ゴム層４２より構成されている。ローラ
軸の両端にはローラ軸の外周面に接し、分離ローラ１４
ａ、１４ｂを支持するように導電性の軸受１５ａ、１５
ｂが配設されている。軸受１５ａ、１５ｂは圧縮コイル
バネであるローラバネ１６によって感光ドラム１側に圧
接されるように構成されているが、感光ドラム１に接触
することがないように後述する抜け止め構造を備えてい
る。

【００２４】又、分離ローラ１４ａ、１４ｂを収容する
ケーシング２５の内壁に沿って、一方の軸受１５ｂの近
傍に導電性部材１８、１９が連続的に配設されている。
図２にて内側に配設された導電性部材１９はローラバネ
１６に電気的に接続され、外側に配設された導電性部材
１８は、ケーシング２５の突出部２５ｃの内部に保持さ
れた接触子１７に電気的に接続されている。これによ
り、図４に示す電圧発生・制御装置２０の出力した電圧
は接触子１７、導電性部材１８、１９、及びローラバネ
１６を介して分離ローラ１４ａ、１４ｂに伝達される。

【００２５】図４の電圧発生・制御装置２０は直流電圧
や交流電圧を出力する装置であり、ドラム駆動装置２１
からの信号によりオン−オフを切り換えられる。つまり
ドラム駆動がオンの時には分離ローラ１４ａ、１４ｂに
印加する電圧もオンになり、ドラム駆動がオフの時には
電圧もオフになる。

【００２６】図２において、分離ローラ１４ｂの端部に
はローラギア２２が固定され、感光ドラム１の端部には
ドラムギア２３が固定されている。このローラギア２２
とドラムギア２３とが噛合されていることにより、感光
ドラム１の駆動が分離ローラ１４ｂに伝達され、感光ド
ラム１及び分離ローラ１４ｂは両者の周速が一致するよ
うに駆動される。そして図１にて明らかなように、分離
ローラ１４ａ、１４ｂは両者にそれぞれ固定されたプー
リ３１ａ、３１ｂの間に掛け渡されたベルト３２によっ
て同方向、同速度で回転する。

【００２７】ローラギア２２とドラムギア２３は感光ド
ラム１の振動を分離ローラ１４ｂに伝えないように伝達
効率の良いハスバギアが好ましい。更にギア間で電気的
に導通にならないようにいずれか一方、又は両方共に非
導電材料である必要がある。またギア駆動だけでなくギ
アを摩擦係数の高いゴム、例えば非導電性シリコンゴム
のようなものに置き換えて駆動伝達を行ってもよい。

【００２８】軸受１５ａ、１５ｂと分離ローラ１４ａ、
１４ｂの間には摺動性のよい、例えばＰＯＭやＰＯＭに
フッ素コーティングを施した樹脂部材である突き当てコ
ロ２４が配置されている。突き当てコロ２４により、感
光ドラム１と分離ローラ１４ａ、１４ｂとの間に適度な
ギャップが保証されるように構成されている。

【００２９】軸受１５ａ、１５ｂは非導電性樹脂で構成
されているケーシング２５の一部に保持され、感光ドラ
ム１の方向にスライド可能な構成とされる。分離ローラ
１４ａ、１４ｂはケーシング２５によってシールドさ
れ、他の部品への電圧のリークを防止している。

【００３０】分離装置５０の感光ドラム１に対する位置
は、図２に示すように、ケーシング２５の底部裏面に配
設された付勢手段である板バネ２６によって、ケーシン
グ２５に一体的に形成された２つの凸部２５ａ、２５
ｂ、及び円筒状突起２５ｃ（図１）が感光ドラム１に保
持している非回転部材２７、２８（図２）に突き当たる
ことによって位置決めされる。非回転部材２７、２８は
円筒状の感光ドラム１と同軸上に配置され、感光ドラム
１との位置精度を保証している。

【００３１】従って、図３に示す、実施例１の変更例で
は突き当てコロ２４は分離ローラ１４ａにのみ配設され
ており、分離ローラ１４ｂは図２により説明したように
ドラム１及びケーシング２５と非回転部材２７、２８と
が当接することにより一義的に位置が決まる構成とされ
ている。

【００３２】次に本実施例の転写・分離工程について図
３により説明する。感光ドラム１上の負帯電されたトナ
ーはポスト帯電器２９によって電荷を付与され、紙上の
トナーの電荷が引き上げられ、再転写（濃度薄の画像不
良）が発生しにくくなる。次に転写ガイド３０を通って
給紙された転写紙に上述の転写ローラ５ａに正直流電圧
を印加することによって、トナーが静電的に転写紙に転
移する。その後転写紙は分離ローラ１４ａ、１４ｂに負
直流電圧を印加することによって、転写電荷が中和除電
され、転写紙は感光ドラム１から分離される。

【００３３】図９は本実施例の分離装置の検討結果を示
したグラフである。分離ローラ１４ａ、１４ｂ（図３）
と感光ドラム１とのギャップは分離ローラ１４ａが６ｍ
ｍで分離ローラ１４ｂが１ｍｍである。２本の分離ロー
ラ１４ａ、１４ｂは感光ドラム１と同じ周速で回転駆動
している。尚、他の検討条件は上記従来技術における分
離装置の検討条件と同一である。

【００３４】図９に示すグラフから分離・再転写を同時
に満足する領域が現われたことが理解される。

【００３５】以上のように、分離装置が２個の分離ロー
ラを備え、少なくとも１つの分離ローラと感光ドラムと
の間隙を一定に保つ距離保証手段を有することにより、
分離装置及び装置本体の大型化を招来せずに、分離領域
の拡大化を図ることができる。

【００３６】実施例２次に本発明による分離装置の実施例２について説明す
る。

【００３７】まず本実施例を理解し易くするため、図１
０ないし図１２により実施例１の転写・分離部の作用及
びその懸念される問題点について説明する。

【００３８】実施例１の分離装置は図１２のように、分
離ローラ１４ａ、１４ｂの作用領域（図中、斜線部分）
が紙の搬送方向に平行な直線Ｌと感光ドラム１との接点
Ｃ_pよりも感光ドラム１の回転方向下流側に位置してい
るため分離ローラ１４ａと感光ドラム１の隙間を約６ｍ
ｍに広げなければならなかった。図１０に示すように分
離ローラ１４ａのギャップと同じ１ｍｍにすると、例え
ば１２８ｇ／ｍ² 紙のような厚紙Ｐ_a を通紙すると、分
離ローラ１４ｂを通過したところで紙の自重のための感
光ドラム１から分離する。しかし分離ローラ１４ａの作
用領域が分離ローラ１４ｂの作用領域よりも上側に位置
しているため厚紙ｐ_a は分離ローラ１４ａ、１４ｂの間
に入り込み、その結果ジャムが発生する。

【００３９】また図１１において、６４ｇ／ｍ² 紙のよ
うな国内紙Ｐ_b を通紙すると分離ローラ１４ｂでは分離
せず、分離ローラ１４ａで感光ドラム１より分離する
が、分離点での紙は分離後の紙搬送装置７の搬送方向よ
りも時計方向側に力Ｆを受けるので国内紙ｐ_b は図に示
すようなループを形成し搬送される。そのため、転写紙
の転写側が他の部品に接触して、その結果、トナーが飛
散してしまい画像不良が発生する。したがって、図１２
に示すように分離ローラ１４ａと感光ドラム１とのギャ
ップを６ｍｍと広げざるを得なかった。

【００４０】しかし図１２のように分離ローラ１４ｂを
感光ドラム１から遠ざけると分離ローラ１４ｂの作用領
域Ｂがギャップ１ｍｍの時の放電領域Ａ（図１１）より
も狭くなり、分離性能が低下する。また放電開始電圧も
上がるため、分離ローラ１４ｂに印加する電圧値を上げ
なければならず、その結果、消費電力も上がる。また作
用領域Ｂでは感光ドラム１とのギャップが６ｍｍと長い
ので、酸素の化合量が多くなり、その結果オゾンの発生
量がギャップ１ｍｍに比べると多くなる。

【００４１】そこで、本実施例では図１３に示すよう
に、転写・分離装置、転写ガイド３０、ポスト帯電器２
９などを感光ドラム１の回転方向上流側に移動させた。
その結果、分離ローラ１４ａと感光ドラム１とのギャッ
プを狭くすることが可能となり本実験では１ｍｍにする
ことができた。

【００４２】図１３において、厚紙Ｐを通紙した場合、
上述したように分離ローラ１４ａを通過した所で紙の腰
や自重によって感光ドラム１より分離するが、分離ロー
ラ１４ａの作用領域は分離ローラ１４ｂの作用領域より
も下側に位置しているため分離ローラ１４ｂの間に入り
込みジャムが発生することは無い。また、分離ローラ１
４ａ、１４ｂの分離作用領域が分離後の紙の搬送方向と
平行な直線と感光ドラム１との接点Ｃ_p よりも感光ドラ
ム１の回転方向上流側に位置しているので、紙Ｐの分離
点において紙Ｐに加わる力Ｆ’は紙搬送装置７の搬送方
向と同じ、もしくは搬送方向に対して反時計方向に加わ
り、実施例１（図１１）のように紙がループを形成する
ことがなくスムーズに紙搬送が行われる。

【００４３】以上のように実施例２の特有の効果とし
て、分離ローラ１４ａのギャップを１ｍｍにすることに
よって、分離作用領域が広がり実施例１よりも分離性能
をアップさせることができる。また、ギャップを短くし
たことにより、オゾンの発生量を減らし、安定した紙搬
送が可能となる。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による画像形成装置は、前記除電手段は、導電性芯材と
該導電性芯材を被覆する弾性体とを有する２個以上のロ
ーラ状回転体を備え、駆動手段によりその回転軸を中心
として回転され、前記除電手段と前記像担持体とは非接
触に配置され、少なくとも１つの前記ローラ状回転体と
前記像担持体との間隙を一定に保つ距離保証手段を有す
ることにより、下記のような効果を得ることができる。

【００４５】１．除電手段の除電領域を広げたことによ
って、分離領域が広がり、安定した分離性が得られる。
特に高速の複写機ではプロセススピードが速いため、除
電時間が短くなり、この効果は特に有利である。

【００４６】２．除電手段のローラ状回転体の径を大き
くせずに分離領域を広げることが可能である。それによ
って、除電手段の小型化によるコストダウンを達成で
き、小型化された除電手段はその表面抵抗を一定に保つ
ことができるので分離性を安定させることが可能であ
る。ローラ状回転体の小型化によって、除電手段を小型
化でき、その結果、画像形成装置全体の小型化が可能で
ある。

【００４７】また、前記転写材分離後の搬送方向に平行
な直線と前記像担持体との接点よりも前記像担持体の移
動方向の上流側に前記除電手段の作用領域を配置したこ
とにより、下記のような更なる効果を得ることができ
る。

【００４８】３．より分離性が改善され、オゾンの発生
量を少なくし、安定した紙搬送を行うことが可能であ
る。

【００４９】４．除電手段は非接触で回転しているの
で、ローラ状回転体の磨耗量が少なくなり、ローラ状回
転体の長寿命化を達成できる。またローラ状回転体に清
掃部材を当接させても像担持体に清掃部材の一部が移転
することによって生じる画像不良の発生を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の分離装置を示す斜視図である。

【図２】図１の分離装置の感光ドラム回転軸方向の一部
断面図である。

【図３】図１の分離装置の転写紙搬送方向の断面図であ
る。

【図４】分離装置の概略電気系統図である。

【図５】実施例２の分離装置の転写紙搬送方向の断面図
である。

【図６】実施例１及び２の分離装置が実施される画像形
成装置の全体構成図である。

【図７】従来の分離装置における分離・再転写の検討結
果を示すグラフである。

【図８】従来の他の分離装置における分離・再転写の検
討結果を示すグラフである。

【図９】実施例１の分離装置での分離・再転写の検討結
果を示すグラフである。

【図１０】実施例１の転写・分離部にて厚紙を通紙した
ときの状態を示す拡大説明図である。

【図１１】図１０の転写・分離部にて国内紙を通紙した
ときの状態を示す拡大説明図である。

【図１２】実施例１の転写・分離部の他の態様を示す拡
大説明図である。

【図１３】実施例２の転写・分離部の拡大説明図であ
る。

【符号の説明】

１像担持体（感光ドラム）５転写装置１４ａ、１４ｂローラ状回転体（分離ローラ）２０帯電装置２４距離保証手段（突き当てコロ）４０導電性芯材（ローラ軸）４２弾性体（導電性ゴム層）５０除電手段（分離装置）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体又は転写材の電荷を除去する、
電力供給される除電手段を備えた画像形成装置におい
て、前記除電手段は、導電性芯材と該導電性芯材を被覆する
弾性体とを有する２個以上のローラ状回転体を備え、駆
動手段によりその回転軸を中心として回転され、前記除
電手段と前記像担持体とは非接触に配置され、少なくと
も１つの前記ローラ状回転体と前記像担持体との間隙を
一定に保つ距離保証手段を有することを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】前記転写材分離後の搬送方向に平行な直
線と前記像担持体との接点よりも前記像担持体の移動方
向の上流側に前記除電手段の作用領域を配置したことを
特徴とする請求項１の画像形成装置。