特開 2023-183612 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023183612

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/16 20060101AFI20231221BHJP

【ＦＩ】

G03G15/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022097213

(22)【出願日】2022-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】道下 恭弘

(72)【発明者】

【氏名】大羽 圭介

(72)【発明者】

【氏名】宇野 浩二

【テーマコード（参考）】

2H200

【Ｆターム（参考）】

2H200GA12

2H200GA23

2H200GA34

2H200GA44

2H200JB10

2H200JB13

2H200JB41

2H200JB46

2H200JB47

2H200JC04

2H200MB06

2H200MC05

2H200MC20

(57)【要約】

【課題】中間転写方式において、トナー像が二次転写された後の記録媒体を過不足なく除電可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、複数の画像形成部と、中間転写ベルトと、一次転写部材と、二次転写ローラーと、対向ローラーと、除電装置と、を備える。二次転写ローラーは、中間転写ベルトに一次転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写する。対向ローラーは、中間転写ベルトを介して二次転写ローラーに圧接されることにより二次転写ニップ部を形成する。除電装置は、先端部を記録媒体の搬送方向の下流側に向けて配置され、グランドに接続された除電針と、二次転写ニップ部を通過した記録媒体と対向するガイド面を有し、記録媒体と除電針との間隔を一定に維持する除電針保護カバーと、を含む。ガイド面は、抵抗値が１０^６Ω以下の導電性材料で形成され、且つフロート状態である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に感光層が形成された像担持体と、
前記像担持体の表面を所定の表面電位に帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置により帯電された前記像担持体に光を照射して帯電が減衰した静電潜像を形成する露光装置と、
前記像担持体の表面に形成された前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
を有する複数の画像形成部と、
前記画像形成部に隣接して配置され、前記像担持体の表面に形成された前記トナー像が外周面に一次転写される無端状の中間転写ベルトと、
前記像担持体の表面に形成された前記トナー像を前記中間転写ベルトに一次転写する一次転写部材と、
前記中間転写ベルトとの間に形成される二次転写ニップ部において前記中間転写ベルトに一次転写された前記トナー像を記録媒体上に二次転写する二次転写ローラーと、
前記中間転写ベルトを介して前記二次転写ローラーに圧接されることにより前記二次転写ニップ部を形成する対向ローラーと、
前記二次転写ニップ部を通過した前記記録媒体の残留電荷を除去する除電装置と、
を備えた画像形成装置において、
前記除電装置は、
前記記録媒体の搬送方向と直交する幅方向の全域に亘って先端部を前記記録媒体の搬送方向の下流側に向けて一定間隔で多数配置され、グランドに接続された除電針と、
前記二次転写ニップ部を通過した前記記録媒体と対向するガイド面を有し、前記記録媒体と前記除電針との間隔を一定に維持する除電針保護カバーと、
を含み、
前記ガイド面は、抵抗値が１０^６Ω以下の導電性材料で形成され、且つフロート状態であることを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記ガイド面には、前記除電針保護カバーよりも摩擦係数が小さく、且つ抵抗値が１０^６Ω以下の導電性を有するシート部材が貼り付けられることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記シート部材の摩擦係数が０．３以下であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記二次転写ニップ部を通る前記二次転写ローラーと前記対向ローラーの接線を引いたとき、前記除電装置は、前記接線に対する前記除電針の先端部の傾斜角が、前記先端部が前記接線から遠ざかる方向に傾斜する場合は３０°以下、前記先端部が前記接線に近づく方向に傾斜する場合は１５°以下となるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記除電針保護カバーの前記二次転写ニップ部側の端部には、前記搬送方向の下流側に向かって前記接線に近づく方向に傾斜する傾斜面が形成されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記対向ローラーの外径が１６ｍｍ以下であり、前記二次転写ローラーのアスカーＣ硬度が３０°以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、中間転写体に一次転写されたトナー像を記録媒体に二次転写する中間転写方式の画像形成装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体等からなる像担持体上に形成した静電潜像を、現像装置により現像し、トナー像として可視化する。このような画像形成装置として、感光体から中間転写ベルト等の中間転写体上に一次転写されたトナー像を用紙等の記録媒体に二次転写する中間転写方式の画像形成装置が広く用いられている。

【0003】

中間転写方式の画像形成装置においては、中間転写ベルト上のトナー像を用紙へ二次転写する二次転写ニップ部の直後に、用紙分離用の直流電圧・交流電圧が印加される分離器又は、グランドに接地（アース）された除電器が配置される。例えば、特許文献１には、中間転写ベルト上のトナー像を転写紙に二次転写する二次転写装置と、二次転写を終えた転写紙の裏面を除電して中間転写ベルトからの分離をし易くするための除電針と、を備えた画像形成装置が開示されている。

【0004】

特許文献１の構成では、除電針の先端部は、二次転写ニップ部を通過した用紙に対して垂直に近い状態で配置されている。除電針は、用紙に電荷を付与するか、若しくは用紙の電荷を除去し、中間転写ベルトと用紙との静電吸着力を低下させて用紙を中間転写ベルトから分離させる。中間転写ベルトから用紙を分離する方法としては、除電器を用いる方法の他に、二次転写ローラーと対向する中間転写ベルトの駆動ローラー（対向ローラー）の小径化による曲率分離を用いる方法もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９－１９２８９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

二次転写ローラーと対向する中間転写ベルトの駆動ローラーの直径が小さく、且つ二次転写ローラーの硬度が大きくなると、用紙の分離方向が二次転写ローラー側に偏る。このとき中間転写ベルトと用紙との間で発生する剥離放電により、用紙全体がトナーと同極性に帯電する。この場合、従来と同様の除電器を用いて用紙を分離・除電する構成では、除電効率が高すぎるため、用紙に二次転写されたトナー像の飛散が発生する。交流電圧によって除電する場合はトナー像の飛散は発生し難いが、画像全体がぼやけた画像になり易い。また、除電器に交流電圧を印加するための高圧電源が大型化し、装置のコストアップにも繋がる。

【0007】

一方、駆動ローラーが小径化することにより用紙が曲率分離し易くなるため、中間転写ベルトから用紙を分離させる機構は不要となる。しかし、用紙の帯電量が大きい状態で定着装置に搬送されることになるため、定着処理時に静電オフセットが発生し易くなる。そのため、トナー像が二次転写された後の用紙を過不足なく適度に除電する必要があった。

【0008】

本発明は、上記問題点に鑑み、中間転写方式において、トナー像が二次転写された後の記録媒体を過不足なく除電可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、複数の画像形成部と、中間転写ベルトと、一次転写部材と、二次転写ローラーと、対向ローラーと、除電装置と、を備えた画像形成装置である。画像形成部は、表面に感光層が形成された像担持体と、像担持体の表面を所定の表面電位に帯電させる帯電装置と、帯電装置により帯電された像担持体に光を照射して帯電が減衰した静電潜像を形成する露光装置と、像担持体の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、を有する。中間転写ベルトは、無端状であって画像形成部に隣接して配置され、像担持体の表面に形成されたトナー像が外周面に一次転写される。一次転写部材は、像担持体の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルトに一次転写する。二次転写ローラーは、中間転写ベルトとの間に形成される二次転写ニップ部において中間転写ベルトに一次転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写する。対向ローラーは、中間転写ベルトを介して二次転写ローラーに圧接されることにより二次転写ニップ部を形成する。除電装置は、二次転写ニップ部を通過した記録媒体の残留電荷を除去する。除電装置は、除電針と、除電針保護カバーと、を含む。除電針は、記録媒体の搬送方向と直交する幅方向の全域に亘って先端部を記録媒体の搬送方向の下流側に向けて一定間隔で多数配置され、グランドに接続される。除電針保護カバーは、二次転写ニップ部を通過した記録媒体と対向するガイド面を有し、記録媒体と除電針との間隔を一定に維持する。ガイド面は、抵抗値が１０^６Ω以下の導電性材料で形成され、且つフロート状態である。

【発明の効果】

【0010】

本発明の第１の構成によれば、二次転写ニップ部を通過した記録媒体は、先ずフロート状態の除電針保護カバーのガイド面に接触して帯電電位が高電位から中電位まで低下する。次に、記録媒体は接地された除電針に接近することにより、帯電電位は中電位レベルから低電位レベル（ゼロ付近）までさらに低下する。即ち、記録媒体の電荷を段階的に低下させることで、記録媒体の帯電電位の急激な低下による画像筋の発生を抑制しつつ、記録媒体の除電効率を高めて静電飛散の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成を示す概略断面図

【図2】本実施形態の画像形成装置１００における用紙搬送路１９、両面搬送路２０周辺の部分断面図

【図3】図２における二次転写ニップ部Ｎ周辺の拡大図

【図4】除電装置３１の側面図

【図5】静電飛散が発生したハーフトーン画像の写真

【図6】画像筋が発生したハーフトーン画像の写真

【図7】除電針３３の先端部３３ａを二次転写ニップ部Ｎに向けて配置する従来の構成における、除電針３３と除電針保護カバー３４との関係を示す側面図

【図8】本実施形態の画像形成装置１００の二次転写ニップ部Ｎ周辺の拡大図であって、除電針３３の先端部３３ａを、二次転写ニップ部Ｎを通る接線Ｌから離間する方向に傾斜させた変形例を示す図

【図9】本実施形態の画像形成装置１００の二次転写ニップ部Ｎ周辺の拡大図であって、除電針３３の先端部３３ａを、二次転写ニップ部Ｎを通る接線Ｌに近づく方向に傾斜させた変形例を示す図

【図10】二次転写ニップ部Ｎを通る接線Ｌと除電針３３の先端部３３ａとの角度θ１、θ２の適切な範囲を示す図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の内部構造を示す断面図である。画像形成装置１００（ここではカラープリンター）本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄは、異なる４色（イエロー、シアン、マゼンタおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの画像を順次形成する。

【0013】

これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄが配設されている。さらにベルト駆動モーター（図示せず）により図１において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト（中間転写体）８が各画像形成部Ｐａ～Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ～１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ～１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳される。その後、中間転写ベルト８上に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラー９によって記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に二次転写される。さらに、トナー像が二次転写された転写紙Ｐは、定着部１３においてトナー像が定着された後、画像形成装置１００本体より排出される。感光体ドラム１ａ～１ｄを図１において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ～１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

【0014】

トナー像が二次転写される転写紙Ｐは、画像形成装置１００の本体下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２およびレジストローラー対１３を介して、用紙搬送路１９に沿って二次転写ローラー９と中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー２５が配置されている。

【0015】

次に、画像形成部Ｐａ～Ｐｄについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム１ａ～１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ａ～１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、各感光体ドラム１ａ～１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ～１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、感光体ドラム１ａ～１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄが設けられている。

【0016】

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ～２ｄによって感光体ドラム１ａ～１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ～１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ～３ｄには、それぞれイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックのトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ～３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ～４ｄから各現像装置３ａ～３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ～３ｄにより感光体ドラム１ａ～１ｄ上に供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

【0017】

そして、一次転写ローラー６ａ～６ｄにより一次転写ローラー６ａ～６ｄと感光体ドラム１ａ～１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの画像は、予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング装置７ａ～７ｄにより除去される。

【0018】

中間転写ベルト８は、上流側の従動ローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されている。ベルト駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー対１３から所定のタイミングで駆動ローラー１１と、これに隣接して設けられた二次転写ローラー９との二次転写ニップ部Ｎ（図２参照）へ搬送される。そして、中間転写ベルト８上のトナー像が二次転写ニップ部Ｎを通過する転写紙Ｐ上に二次転写される。

【0019】

トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１４へと搬送される。定着部１４は、定着ベルト１４ａと加圧ローラー１４ｂ（いずれも図２参照）を有する。定着ベルト１４ａは、ヒーターや誘導加熱部等の加熱装置（図示せず）によって加熱される。加圧ローラー１４ｂは、定着ベルト１４ａに圧接されて定着ニップ部を形成し、定着ベルト１４ａに回転駆動力を付与する。

【0020】

定着部１４に搬送された転写紙Ｐは、定着ベルト１４ａおよび加圧ローラー１４ｂにより加熱および加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１５によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路２０に送られて両面に画像が形成された後に）、排出ローラー対１７によって排出トレイ１８に排出される。

【0021】

図２は、本実施形態の画像形成装置１００における用紙搬送路１９、両面搬送路２０周辺の部分断面図である。側面カバー２１は、画像形成装置１００の側面１０２を構成し、画像形成装置１００本体の下方に設けられたカバー支軸２１ａに回動可能に支持されている。

【0022】

側面カバー２１の側端縁にはフック２２が設けられている。フック２２は、画像形成装置１００本体の正面側フレームおよび背面側フレームに設けられた係合ピン（図示せず）に係合することにより側面カバー２１を閉状態に保持する。側面カバー２１の内側面は両面搬送路２０の一方の搬送面を構成している。

【0023】

側面カバー２１の内側には搬送ユニット２３が配置されている。搬送ユニット２３はユニット支軸２３ａを中心として画像形成装置１００本体に回動可能に支持されており、両面搬送路２０と用紙搬送路１９の搬送面の一部を構成する。両面搬送路２０は、側面カバー２１の内側面と搬送ユニット２３の外側面との間で画像形成装置１００の側面１０２に沿って上下方向に延び、略Ｃ字状に湾曲して用紙搬送路１９に合流する構造となっている。搬送ユニット２３の内側面には、転写紙Ｐの搬送方向上流側（図２の下側）から順に、レジストローラー対１３を構成する片側のローラー１３ｂ、二次転写ローラー９が付設されている。

【0024】

画像形成装置１００に対し側面カバー２１のみを開方向に回動させることにより、両面搬送路２０が広範囲に露出する。また、側面カバー２１を搬送ユニット２３と共に開方向に回動させることにより、搬送ユニット２３が画像形成装置１００本体側から離間して用紙搬送路１９が広範囲に露出する。一方、側面カバー２１を搬送ユニット２３と共に閉方向に回動させることにより、搬送ユニット２３が画像形成装置１００本体側に当接し、二次転写ローラー９が中間転写ベルト８を介して駆動ローラー１１に押圧される。

【0025】

搬送ユニット２３には搬送ガイド３０が配置されている。搬送ガイド３０は、二次転写ローラー９の下流側の用紙搬送路１９において二次転写ニップ部Ｎを通過した転写紙Ｐをガイドして定着部１４に案内する。二次転写ローラー９と搬送ガイド３０の間には、除電装置３１が配置されている。

【0026】

図３は、図２における二次転写ニップ部Ｎ周辺の拡大図である。図４は、除電装置３１の側面図である。除電装置３１は、除電針３３と、除電針保護カバー３４とを有する。除電針３３は、転写紙Ｐの搬送方向と直交する幅方向（図３の紙面と垂直な方向）の全域に亘って一定間隔で多数配置されている。除電針３３は、二次転写ニップ部Ｎを通過する転写紙Ｐの残留電荷を除去して転写紙Ｐ上に二次転写されたトナー像の飛散（静電飛散）や静電オフセットを抑制する。除電針３３は画像形成装置１００の本体フレーム（図示せず）に接続されてグランド（ＧＮＤ）状態となっている。

【0027】

除電針保護カバー３４は樹脂製であり、二次転写ニップ部Ｎを通過した転写紙Ｐと除電針３３との間に配置されることにより転写紙Ｐと除電針３３との間隔を一定に維持する。転写紙Ｐと対向する除電針保護カバー３４のガイド面（搬送面）３４ａは、用紙搬送路１９の一部を構成しており、用紙搬送路１９を通過する転写紙Ｐの搬送ガイドとしての機能を有する。除電針保護カバー３４は画像形成装置１００の本体フレーム（図示せず）に接続されておらず、グランド（ＧＮＤ）状態ではなくフロート状態となっている。除電針保護カバー３４の材質としては、例えばＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン）樹脂やＰＣ（ポリカーボネート）樹脂が挙げられる。

【0028】

除電針保護カバー３４の二次転写ニップ部Ｎ側の端部には傾斜面３４ｂが形成されている。傾斜面３４ｂは、二次転写ニップ部Ｎを通る二次転写ローラー９と駆動ローラー１１との接線Ｌを引いたとき、転写紙Ｐの搬送方向（図３の右上方向）の下流側に向かって接線Ｌに近づく方向に傾斜する。二次転写ニップ部Ｎを通過した転写紙Ｐの先端は、傾斜面３４ｂに沿ってガイド面３４ａに円滑に案内される。これにより、転写紙Ｐと除電装置３１との干渉による紙詰まり（ジャム）を抑制することができる。

【0029】

除電針３３は、除電針保護カバー３４のガイド面３４ａと反対側の面に、先端部（針先）３３ａを転写紙Ｐの搬送方向の下流側に向けて配置されている。この構成により、除電針３３の先端部３３ａは二次転写ニップ部Ｎを通過した転写紙Ｐに接触しない。

【0030】

前述したように、中間転写ベルト８からの転写紙Ｐの分離性は、二次転写ローラー９と対向する中間転写ベルト８の駆動ローラー１１の直径、および二次転写ローラー９の硬度によって変化する。駆動ローラー１１の直径および二次転写ローラー９のアスカーＣ硬度と分離性との関係を表１に示す。分離性は、レーザー変位計を用いて二次転写ニップ部Ｎからの転写紙Ｐの排出角度を測定し、排出角度が理想排出角度（接線Ｌ方向）から中間転写ベルト８側に８°以上傾斜している場合を×、中間転写ベルト８側への傾斜が８°より小さいか、若しくは二次転写ローラー９側に傾斜している場合を〇とした。

【0031】

【表1】

【0032】

表１に示すように、中間転写ベルト８からの転写紙Ｐの良好な分離性を保つためには、駆動ローラー１１の直径を１６ｍｍ以下、二次転写ローラー９のアスカーＣ硬度を３０°以上とすることが必要である。

【0033】

また、駆動ローラー１１の直径および二次転写ローラー９のアスカーＣ硬度によって、静電飛散、静電オフセットの発生状況も変化する。駆動ローラー１１の直径および二次転写ローラー９のアスカーＣ硬度と静電飛散、静電オフセットとの関係を表２に示す。静電飛散、静電オフセットは、ハーフトーン画像を目視により観察し、静電飛散、静電オフセットが発生している場合を×、発生していない場合を○とした。

【0034】

【表2】

【0035】

表２に示すように、駆動ローラー１１の直径を１６ｍｍ以下、二次転写ローラー９のアスカーＣ硬度を３０°以上としたときの画像を確認すると、静電飛散、静電オフセットが発生している。

【0036】

次に、画像不具合の発生している条件、および発生していない条件での転写紙Ｐ全体の帯電を確認した。その結果、画像不具合の発生している条件では、転写紙Ｐ全体の帯電が＋３ｋＶ以上であり、画像不具合の発生していない条件は＋２ｋＶ以下、若しくは負（－）帯電であった。このことから、トナーの帯電極性が正極性（＋）であるため、転写紙Ｐ全体が強く正（＋）帯電している場合、同極性（＋）のトナーを保持する力が弱くなり、トナー飛散や静電オフセットを発生させていると推定される。

【0037】

以上の結果より、中間転写ベルト８に対する転写紙Ｐの良好な分離性を維持しつつ、画像不具合の発生を抑制するためには、転写紙Ｐの電荷を適切に除電する必要があることがわかる。しかし、除電針３３の先端部３３ａが転写紙Ｐに対して垂直に近い状態で配置される従来の構成では、除電効率が高くなり過ぎて除電ムラが発生し、画像濃度ムラとなるおそれがあった。

【0038】

そこで、本実施形態では、図３に示すように除電針３３の先端部３３ａを転写紙Ｐの搬送方向の下流側に向けて搬送方向と略平行に配置し、除電針保護カバー３４の除電針３３と反対側の面を転写紙Ｐの搬送ガイドとなるガイド面３４ａとしている。これにより、除電針保護カバー３４のガイド面３４ａに沿って搬送される転写紙Ｐと除電針３３との距離を一定に維持することができ、転写紙Ｐの電荷を除電する際に均一な除電性能を得ることができる。

【0039】

また本実施形態では、除電針保護カバー３４のガイド面３４ａ（表層材料）を導電性材料で形成し、且つグランドに接地させない状態（フロート状態）とする。本実施形態の除電装置３１による転写紙Ｐの除電メカニズムは以下のように考えられる。

【0040】

二次転写ニップ部Ｎを通過した転写紙Ｐは、先ず接地されていない除電針保護カバー３４に接触する。このとき、除電針保護カバー３４がコンデンサーのように転写紙Ｐの電荷を吸収し、転写紙Ｐの帯電電位を高電位から中電位まで低下させる。次に、転写紙Ｐは接地された除電針３３に接近することにより、転写紙Ｐの帯電電位を中電位レベルから低電位レベル（ゼロ付近）までさらに低下させる。除電針保護カバー３４に蓄積した電荷は近接する除電針３３から放電されるため、除電針保護カバー３４には所定以上の電荷は蓄積しない。そのため、転写紙Ｐの電荷を連続的に吸収（除電）することができる。

【0041】

即ち、転写紙Ｐの電荷を段階的に低下させることで、転写紙Ｐの帯電電位の急激な低下による画像筋の発生を抑制しつつ、転写紙Ｐの除電効率を高めて静電飛散の発生を抑制することができる。後述する試験例で示すように、ガイド面３４ａの抵抗値は１０^６［Ω］以下であることが好ましい。

【0042】

除電装置３１による除電効果の強さ（除電量）は、除電針保護カバー３４のガイド面３４ａからの除電針３３の突出量ｄ（図４参照）によって調整することができる。突出量ｄが大きくなるほど除電効果は強くなり、突出量ｄが小さくなるほど除電効果は弱くなる。

【0043】

図４に示すように、除電針保護カバー３４のガイド面３４ａにはシート部材３５が貼り付けられている。ガイド面３４ａは、除電針保護カバー３４の材料であるＡＢＳ樹脂やＰＣ樹脂等であってもよいが、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）シート（Ｎｏ．９０３白、Ｎｉｔｔｏ社製）やＵＰＥ（超高分子量ポリエチレン）シート（Ｎｏ．４４０白、Ｎｉｔｔｏ社製）等の、除電針保護カバー３４よりも摩擦係数の小さいシート部材３５をガイド面３４ａに貼り付けて摺動性を向上させることが好ましい。シート部材３５の摩擦係数は０．３以下であることが好ましい。

【0044】

これにより、転写紙Ｐの搬送負荷を低減することができ、転写紙Ｐが除電針保護カバー３４のガイド面３４ａに面接触することによる搬送負荷の増大に起因する転写紙Ｐの紙詰まり（ジャム）やシワの発生を抑制することができる。導電性を有する除電針保護カバー３４のガイド面３４ａの材質と摩擦係数を表３に示す。摩擦係数は、転写紙（Ｃ２紙、Ｘｅｒｏｘ社製）を荷重５［Ｎ］、２０［ｍｍ／ｓ］で摺動させて測定した。

【0045】

【表3】

【0046】

除電装置３１における除電針３３の先端部３３ａの方向および突出量、除電針保護カバー３４のガイド面３４ａ（表層）の材質、接地状態、および抵抗値を変化させたときの、除電後の転写紙電位および画像不具合との関係を表４に示す。

【0047】

表４において、除電針３３の突出量ｄは、図４に示したように、除電針３３の先端部３３ａと除電針保護カバー３４のガイド面３４ａの端縁との距離となる。より詳細には、除電針３３の先端部３３ａがガイド面３４ａの端縁よりも外側に突出している場合をプラス（＋）、ガイド面３４ａの内側に退避している場合をマイナス（－）で表す。

【0048】

なお、表４の試験例７のように、除電針３３の先端部３３ａを二次転写ニップ部Ｎに向けて配置する従来の構成では、図７に示すように、除電針保護カバー３４は幅方向の全域に亘ってリブ状に形成された多数のガイド面３４ａを有し、除電針３３はガイド面３４ａの間に配置されている。除電針３３の突出量ｄは、図７に示すようにガイド面３４ａの内側に退避している場合をマイナス（－）で表す。

【0049】

【表4】

※１；静電飛散、※２；画像筋（除電針ピッチムラ）

【0050】

表４に示すように、除電針３３の先端部３３ａを搬送方向下流側に向け、除電針保護カバー３４のガイド面３４ａに絶縁性ＵＰＥのシート部材３５を貼り付けた試験例１、および除電針保護カバー３４のガイド面３４ａに導電性ＵＰＥ（抵抗値１０^９～１０^１１Ω）のシート部材３５を貼り付けて除電針保護カバー３４をフロート状態とした試験例２では、除電針３３の突出量が０ｍｍのとき適切な除電量となり画像不具合は発生しなかった。しかし、除電針３３の突出量が－１ｍｍのときは、図５に示すような除電量不足による斑点状の静電飛散が発生した。また、除電針３３の突出量が１ｍｍのときは、図６に示すような除電量過剰による画像筋が発生した。

【0051】

これに対し、除電針３３の先端部３３ａを搬送方向下流側に向け、除電針保護カバー３４のガイド面３４ａに導電性ＵＰＥ（抵抗値１０^５～１０^６Ω）、導電性ＰＴＦＥ（抵抗値１０^４～１０^５Ω）、導電性ＰＣ（抵抗値１０^３～１０^４Ω）のシート部材３５を貼り付けて除電針保護カバー３４をフロート状態とした試験例３～５では、除電針３３の突出量に関係なく適切な除電量となり画像不具合は発生しなかった。また、除電針保護カバー３４のガイド面３４ａの抵抗値が１０^３Ω未満の場合についても、除電針保護カバー３４をフロート状態とすることで、試験例３～５と同様に画像不具合は発生しないものと推定される。

【0052】

しかし、除電針保護カバー３４のガイド面３４ａに導電性ＰＣ（抵抗値１０^３～１０^４Ω）のシート部材３５を貼り付けて除電針保護カバー３４をグランドに接地した試験例６では、除電針３３の突出量が０ｍｍのとき除電量過剰による画像筋が発生した。また、除電針３３の先端部３３ａを二次転写ニップ部Ｎに向けて配置した試験例７では、除電針３３の突出量を－１ｍｍとしても除電量過剰による画像筋が発生した。

【0053】

なお、試験例３～５で除電針３３の突出量を１ｍｍとした場合、除電後の転写紙電位がいずれも０．９～１．２ｋＶと低めであるにも係わらず、試験例１、２、６、７のように過剰除電による画像筋が発生していない。これは、除電後の転写紙電位は同程度であるが、試験例３～５では転写紙が導電性の除電針保護カバー３４に接触することによって高電位から中電位に除電された後、除電針３３によって低電位まで段階的に除電されるため、過剰除電による画像筋が発生なかったものと考えられる。

【0054】

以上の結果より、除電針３３の先端部３３ａが転写紙Ｐの搬送方向下流側を向くように配置するとともに、除電針保護カバー３４のガイド面３４ａに導電性（抵抗値１０^６Ω以下）のシート部材３５を貼り付け、且つ除電針保護カバー３４をフロート状態とすることで、除電装置３１の除電針３３の突出量のマージン（裕度）を大きくすることができる。従って、除電装置３１の除電針３３または除電針保護カバー３４の寸法公差等に係わらず、転写紙Ｐの段階的な除電を安定して行うことができ、画像不具合の発生を効果的に抑制することができる。

【0055】

図８および図９は、除電針３３の先端部３３ａを、二次転写ニップ部Ｎを通る接線Ｌに対して傾斜させた変形例を示す図である。図８は、除電針３３の先端部３３ａを接線Ｌから遠ざかる方向に傾斜させた状態を示しており、図９は、除電針３３の先端部３３ａを接線Ｌに近づく方向に傾斜させた状態を示している。

【0056】

除電針３３は、転写紙Ｐの理想排出角度（接線Ｌ方向）に対して完全に平行に配置する必要はなく、図８、図９のように所定角度傾斜していてもよい。転写紙Ｐの理想排出角度に対する除電針３３の先端部３３ａの角度と画像不具合の発生状況との関係を表５に示す。除電針３３の先端部３３ａの傾斜角は、先端部３３ａが接線Ｌから遠ざかる方向の傾斜角（図８のθ１）をプラス（＋）、先端部３３ａが接線Ｌに近づく方向の傾斜角（図９のθ２）をマイナス（－）として区別している。

【0057】

【表5】

※１；静電飛散、※２；画像筋（除電針ピッチムラ）

【0058】

表５に示すように、先端部３３ａの傾斜角が－１５°～＋３０°までは画像不良の発生がなく、転写紙Ｐを適切に除電できているが、傾斜角が－１５°よりも小さく（－方向に大きく）なると除電効果が過剰となり、図６に示したような画像筋が除電針３３のピッチ（間隔）で発生した。一方、傾斜角が＋３０°よりも大きくなると除電効果が不足し、図５に示したような静電飛散が発生した。

【0059】

表５に示す結果より、除電針３３の先端部３３ａが接線Ｌから遠ざかる方向に配置した場合（図８参照）は、接線Ｌと先端部３３ａとの角度θ１を３０°以下とすることが好ましい。また、除電針３３の先端部３３ａが接線Ｌに近づく方向に配置した場合（図９参照）は、接線Ｌと先端部３３ａとの角度θ２を１５°以下とすることが好ましい。二次転写ニップ部Ｎを通る接線Ｌと除電針３３の先端部３３ａとの傾斜角θ１、θ２の適切な範囲を図１０に示す。

【0060】

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、除電針保護カバー３４のガイド面３４ａに導電性のシート部材３５を貼り付けたが、ガイド面３４ａにシート部材３５を貼り付けない構成も可能である。この場合、除電針保護カバー３４を抵抗値１０^６Ω以下の材料で形成すればよい。

【0061】

また、上記実施形態では、中間転写ベルト８を駆動する駆動ローラー１１を二次転写ローラーに対向する対向ローラーとし、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラー９に駆動ローラー１１を圧接して二次転写ニップ部Ｎを形成したが、二次転写ローラー９に対向する対向ローラーは駆動ローラー１１以外のローラーであってもよい。

【0062】

また、上記実施形態では、画像形成装置１００として図１に示したようなカラープリンターを例に挙げて説明したが、本発明はカラープリンターに限らず、カラー複写機、カラー複合機等、中間転写方式の画像形成装置に適用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本発明は、中間転写方式の画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、トナー像が二次転写された後の記録媒体を過不足なく除電可能な画像形成装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0064】

Ｐａ～Ｐｄ 画像形成部
１ａ～１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
６ａ～６ｄ 一次転写ローラー（一次転写部材）
７ａ～７ｄ クリーニング装置
８ 中間転写ベルト
９ 二次転写ローラー
１１ 駆動ローラー（対向ローラー）
１４ 定着部
１９ 用紙搬送路
２３ 搬送ユニット
３０ 搬送ガイド
３１ 除電装置
３１ａ 第１除電装置
３１ｂ 第２除電装置
３３ 除電針
３３ａ 先端部
３４ 除電針保護カバー
３４ａ ガイド面
３４ｂ 傾斜面
３５ シート部材
１００ 画像形成装置
Ｎ 二次転写ニップ部
Ｐ 転写紙（記録媒体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】