JP3680175B2 - 用紙剥離爪 - Google Patents

Description

この発明は、像担持体の外周部に形成されたトナー像を転写して用紙に画像を形成する画像形成装置に適用され、像担持体の外周部に吸着した用紙を剥離する用紙剥離爪に関する。

従来より画像形成装置における画像形成の際に用紙（ＯＨＰ等の記録媒体を含む。）を画像形成部に搬送するには、装置本体の内部に配置された給紙カセットから画像形成部に給紙する給紙方式と装置本体の外部に配置された手差給紙トレイから画像形成部に給紙する給紙方式との２方式がある。

上記給紙カセット及び手差給紙トレイに収納された用紙は、画像形成持に１枚ずつ選択的に給紙された後に用紙搬送路を経て画像形成部に搬送されて画像形成される。ここで、用紙を１枚ずつ給紙する際、用紙は捌き部材によって１枚ずつ捌かれる。そのため、用紙と捌き部材との摩擦等により用紙中に含まれる紙粉であるタルク部材（漂白剤、増量剤等。主成分はＳｉＯ₂ と類推される。）が用紙から分離する。この紙粉は、搬送ローラ等の摩擦等によって帯電することで用紙搬送路上に配置された各搬送ローラや画像形成部に備えられる像担持体の外周部に付着且つ堆積し、画像品位の低下を招来していた。

このため、従来の画像形成装置では、紙粉を回収するクリーニングユニットが備えられる。例えば、図６に示すように、像担持体３１の外周部に付着する紙粉Ｐは、像担持体３１の外周部に形成されたトナー像の用紙への転写後に、クリーニングユニット３５によって像担持体３１の外周部に残留している残留トナーとともに除去される。クリーニングユニット３５は、図６の矢印に示す像担持体３１の回転方向について像担持体３１の外周部に形成されたトナー像を用紙に転写する位置よりも下流側に配置され、開口部３５ａの形成されたユニット本体に、クリーニングブレード３５ｃ及びトナー落下防止シート３５ｅを備えている。

開口部３５ａは、掻き落とされた残留トナー等をクリーニングユニット３５内部に回収する。クリーニングブレード３５ｃは、一部が像担持体３１の外周部に接触し、像担持体３１の外周部に付着する残留トナー及び紙粉Ｐを書き落とす。トナー落下防止シート３５ｅは、掻き落とした残留トナー等が開口部３５ａから回収されず、用紙搬送路等に落下するのを防止する。

この時、流動性の良いトナーは、像担持体３１の外周部に接触するクリーニングブレード３５ｃ等の部材から剥離して開口部３５ａから回収されるが、紙粉Ｐは流動性が悪いために剥離し難く、像担持体３１の外周部に接触するクリーニングブレード３５ｃ等の部材に堆積してしまう。

また紙粉Ｐは、所定量が堆積されると堆積していた部材から剥離し、一部は開口部３５ａから回収されるが、大部分は像担持体３１の外周部に再付着して像担持体３１の外周部に配置される現像槽等に混入してしまう。紙粉Ｐが現像槽に混入すると、トナーと紙粉Ｐ（ＳｉＯ₂ ）の帯電特性の違いから、トナーの正常な帯電を阻害し、未帯電トナーの発生を助長し、画像品位の低下及び画像呆けが発生する。特に、図６に示すように、クリーニングブレード３５ｃから剥離した紙粉Ｐは、落下してトナー落下防止シート３５ｅに堆積し易いので、堆積した紙粉Ｐによって開口部３５ａの開口面積が狭くなって残留トナー及び紙粉Ｐの回収能力が低下してしまう。また、トナー落下防止シート３５ｅは、クリーニングブレード３５ｃよりも像担持体３１の回転方向の上流側に位置するため、像担持体３１の外周部との接触部分及びその周辺に紙粉Ｐが堆積し易いので、堆積した紙粉Ｐが剥離して用紙搬送路やトナー像の転写された用紙に落下して画像品位が低下してしまう。

そこで、近年の画像形成装置には、フィードローラ及びフィードローラに当接する捌き部材表面の動摩擦係数よりも大きい動摩擦係数を有するクリーニングローラをフィードローラの外周部及び捌き部材表面に当接させ、動摩擦係数の差によりフィードローラの外周部及び捌き部材表面に付着した紙粉等を除去するものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、上記特許文献１の構成では、クリーニングローラの外周部に付着した紙粉Ｐ等をクリーニングローラの外周部に当接するクリーニングブレードにより除去する。

また、像担持体の外周部に接触するように設け、上記捕獲ブラシに電圧を印加することで像担持体の外周部に付着した紙粉Ｐの除去を行うものもある（例えば、特許文献２参照。）。
特開平１１−１０６０７３号公報 特開２０００−８１８１９号公報

しかしながら、上述の特許文献１の構成では、紙粉が帯電していない状態でクリーニング部を配置しても、その除去効果は完全でなく、紙粉の除去が充分ではない。また、新たにクリーニングローラを設けなければならないので、コストアップや装置本体が大型化してしまう。

また、上述の特許文献２の構成では、捕獲ブラシによって像担持体の外周部に付着している帯電した状態の紙粉を捕獲することは可能であるが、像担持体の外周部に接触する捕獲ブラシに電圧を印加することによって像担持体の劣化（紙粉除去用の印加電圧は像担持体の飽和帯電電圧に近いため。）を招来するだけでなく、次に搬送される用紙の画像形成に不具合が発生する。

この発明の目的は、専用の機構を追加することなく残留トナーを除去しつつ像担持体の外周部を傷付けずに像担持体の外周部に付着した紙粉を効率よく除去することができる用紙剥離爪を提供することにある。

この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。

（１）画像情報を静電潜像および可視化像として担持して回転する像担持体の回転方向におけるクリーニングユニットの上流側で前記像担持体の外周面に対して離接動作を行う用紙剥離部を備えた用紙剥離爪において、
前記クリーニングユニットに備えられたトナー落下防止シートを前記離接動作に伴って振動させる振動部を設け、該振動部は前記トナー落下防止シートに当接していることを特徴としている。
この構成では、用紙剥離爪の用紙剥離部が像担持体に対して離接動作を行うと用紙剥離爪の振動部がトナー落下防止シートを振動させる。

この構成では、用紙剥離爪の用紙剥離部が像担持体に対して離接動作を行うと用紙剥離爪の振動部がトナー落下防止シートを振動させる。

（２）１つの回転中心に対し作用点を２箇所有し、第１の作用点は前記像担持体の外周面に対して離接する前記用紙剥離部であり、第２の作用点は前記トナー落下防止シートに当接する前記振動部であることを特徴としている。

この構成では、第１の作用点での像担持体に吸着した用紙の剥離と第２の作用点でのトナー落下防止シートの振動とが、用紙剥離爪の１つの回転中心を中心とした回転動作によって行われる。

（３）前記振動部は前記用紙剥離部が前記像担持体に接触しているときにトナー落下防止シートをクリーニングユニット側に位置させ、前記用紙剥離部が前記像担持体から離間しているときに前記トナー落下防止シートを前記像担持体側に位置させることを特徴とする。

この構成では、用紙が用紙剥離部と像担持体との接触位置に達しておらず用紙剥離部が像担持体に接触しているときにトナー落下防止シートがクリーニングユニット側にあり、用紙が用紙剥離部と像担持体との接触位置に達して用紙剥離部が像担持体から離間したときにトナー落下防止シートが像担持体側にある。

（４）前記用紙剥離部及び振動部は、前記回転中心を挟んで両側に位置することを特徴とする。

この構成では、用紙剥離爪が回転中心を中心として回転すると用紙剥離部と振動部とが反対方向に動く。

（５）前記像担持体の軸方向について少なくとも給紙部について用紙捌き部材の配置位置に対応する位置に配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の用紙剥離爪。

この構成では、像担持体の中心方向における捌き部材により多量の紙粉が発生する部分で用紙剥離爪によりトナー落下防止シートに振動が与えられる。

（６）前記残留トナーの帯電特性と同極性の摩擦帯電特性を有することを特徴とする。

この構成では、用紙剥離爪は、前記残留トナーと同極性に帯電する。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）像担持体の外周面から用紙を剥離する用紙剥離爪の動作によってトナー落下防止シートを振動させることができる。このため振動させるための専用の機構を用紙剥離爪とは別に設ける必要がなく、装置の小型化及びコストダウンを実現できる。

（２）用紙剥離爪の回転により、像担持体の外周面からの用紙の剥離と同時にトナー落下防止シートを振動させることができる。

（３）用紙が用紙剥離部と像担持体との接触位置に達している時は、トナー落下防止シートは像担持体側に位置しているため、トナー落下防止シートから離脱した紙粉が用紙上に落下することがなく、紙粉による用紙の汚損を防止できる。

（４）像担持体の外周面から用紙を剥離させるべく用紙剥離部が像担持体から離れているときにトナー落下防止シートを像担持体側に移動させる動作を、剥離爪の回転動作のみによって容易に実現できる。

（５）トナー落下防止シートにおける給紙部で発生した紙粉が堆積しやすい部分に十分な振動を与えることができ、紙粉の堆積を確実に防止できる。

（６）像担持体の外周面から除去された残留トナーが用紙剥離爪に付着することがなく、用紙剥離爪を介して残留トナーにより用紙が汚損することを確実に防止できる。

図１は、この発明の実施形態に係る用紙剥離爪を適用した画像形成装置の概略の構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、用紙Ｍ（ＯＨＰ等の記録媒体を含む。）に画像を形成する画像形成モードとしてコピアモード、プリンタモード、ＦＡＸモードを有し、各モードはユーザによって選択され、また両面印字が可能である。

また、画像形成装置１００は、原稿読取部１０、給紙部２０、画像形成部３０、排紙部４０、図示しない操作パネル部及び制御部等から構成される。原稿読取部１０は、装置本体の上部に配置され、プラテンガラス１１、原稿載置トレイ１２及びスキャナ光学系１３等から構成される。スキャナ光学系１３は、光源１４、反射ミラー１５ａ〜１５ｃ、光学レンズ１６及びＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）１７を有する。光源１４は、プラテンガラス１１に載置された原稿又は原稿載置トレイ１２から原稿搬送路Ｒ上を搬送される原稿に光を照射する。複数の反射ミラー１５ａ〜１５ｃは、原稿からの反射光を反射させて光学レンズ１６に導く。光学レンズ１６は、反射ミラー１５ａ〜１５ｃによって導かれた反射光を集光してＣＣＤ１７に導く。ＣＣＤ１７は、集光された反射光を光電変換する。

給紙部２０は、装置本体の下部に配置され、給紙カセット２１、手差トレイ２２及び給紙ローラ２３、捌き部材２４等から構成される。給紙トレイ２１及び手差トレイ２２は、画像形成時に用紙搬送路Ｓに給紙される用紙Ｍを載置する。給紙ローラ２３は、回転して給紙トレイ２１等に収納されている用紙Ｍを捌き部材２４に搬送する。捌き部材２４は、フィードローラ２４ａ及び板部材２４ｂから構成され、給紙ローラによって搬送されてきた用紙Ｍが複数枚に重なって搬送されてきた際に１枚ずつ用紙搬送路Ｓに搬送する。フィードローラ２４ａの周面には、外周部よりも摩擦係数の低い板部材２４ｂが当接しており、給紙ローラ２３からが複数枚に重なって用紙Ｍが搬送されてきた際にフィードローラ２４ａ側の一枚の用紙Ｍのみを用紙搬送路Ｓに搬送する。例えば、二枚の用紙Ｍが給紙ローラ２３から搬送されてきた場合、板部材２４ｂに接触する側の用紙Ｍは、板部材２４ｂとの摩擦によって板部材２４ｂの面上に静止することとなり、フィードローラ２４ａの外周部に接触する側の用紙Ｍのみが、回転するフィードローラ２４ａの周面との摩擦力によって用紙搬送路Ｓに搬送される。

画像形成部３０は、原稿読取部１０の下方の手差トレイ２２側に配置され、レーザスキャニングユニット（以下、ＬＳＵと言う。）３７、像担持体３１及び定着装置３６を有し、像担持体３１の周囲に、帯電器３２、現象装置３３、転写装置３４及びクリーニングユニット３５を像担持体３１の回転方向である矢印Ｙ方向に沿ってこの順に配置して構成されている。

排紙部４０は、給紙トレイ２１の上方に配置され、排紙ローラ４１及び排紙トレイ４２等から構成される。排紙ローラ４１は、用紙搬送路Ｓ上を搬送されてきた用紙Ｍを排紙トレイ４２に排出する。さらに、排紙ローラ４１は、可逆回転が可能であり、用紙Ｍの両面に画像形成を行う際、用紙搬送路Ｓ上を搬送されてきた表面の画像形成が終了した用紙Ｍをチャックした後、上記用紙Ｍを排出する回転方向とは逆方向に回転して用紙Ｍ搬路Ｓ’に搬送する。これにより、用紙Ｍの表裏面を反転させて裏面が像担持体３１に対向し、裏面にトナー画像の転写が行われる。排紙トレイ４２は、排紙ローラ４１から排出された画像形成の終了した用紙Ｍを収納する。なお、この発明の実施形態に係るフィードローラ２４ａ及び捌き板２４ｂは、搬送される用紙Ｍにおける用紙搬送方向に直交する方向の中央部分に対向するように配置されている。

コピアモードにおいて原稿の画像を用紙Ｍにコピーする際、原稿読取部１０のプラテンガラス１１又は原稿載置トレイ１２にコピーしたい原稿を載置した後、操作パネル部に設けられた各入力キーを押下して印字枚数、印字倍率等の設定入力を行い、図示しないスタートキーを押下してコピー動作を開始する。

スタートキーが押下されると、画像形成装置１００は、給紙ローラ２３が回転して用紙搬送路Ｓに用紙Ｍが給紙される。給紙された用紙Ｍは、用紙搬送路Ｓ上に設けられたレジストローラ５１に搬送される。

レジストローラ５１に搬送された用紙Ｍにおける搬送方向の先端部は、像担持体３１の外周部に形成されるトナー画像との位置あわせを行うため、レジストローラ５１の軸方向と平行になるようにレジストローラ５１にチャックされる。

原稿読取部１０によって読み取られた画像データは、入力キー等を用いて入力された条件で画像処理が施された後、ＬＳＵ３７にプリントデータとして送信される。ＬＳＵ３７は、帯電器３２によって所定の電位に帯電された像担持体３１の外周部に、図示しないポリゴンミラー及び各種レンズを介して上記画像データに基づいたレーザ光を照射して静電潜像を形成する。その後、現像装置３３に設けられた図示しないＭＧローラ３３ａの表面に付着しているトナーが、像担持体３１の外周部の電位ギャップに応じて像担持体３１の外周部に引き寄せられて付着し、静電潜像が顕像化される。

その後、レジストローラ５１によって、レジストローラ５１にチャックされている用紙Ｍと、像担持体３１の外周部に形成されたトナー画像との位置が合わせられ、用紙Ｍを像担持体３１と転写装置３４との間に搬送する。次に、転写装置３４に設けられた図示しない転写ローラを用いて像担持体３１の外周部のトナー画像を上記用紙Ｍに転写する。トナー画像の転写が終了した用紙Ｍは、定着装置３６を通過する際に熱と圧力が加えられてトナー画像が溶融・固着され、排紙ローラ４１によって排紙トレイ４２に排出される。

トナー像を用紙Ｍに転写後の像担持体３１の外周部に付着している残留トナー及び紙粉Ｐ等は、クリーニングユニット３５によって回収される。

図２は、この発明の実施形態に係るクリーニングユニットが適用される画像形成装置に備えられる画像形成部の一部を拡大した断面図である。図２に示すように、クリーニングユニット３５は、像担持体３１の外周部に対向する開口部３５ａが形成されたハウジング３５ｂに、クリーニングブレード３５ｃ、搬送スクリュー３５ｄ及びトナー落下防止シート３５ｅを備えて構成されている。

クリーニングブレード３５ｃは、像担持体３１の軸方向に平行な長手方向に直交する方向における一端側が開口部３５ａの上縁部付近に固定され、上記長手方向に直交する方向における他端側が像担持体３１の外周部に所定の当接力で当接し、像担持体３１の外周部の残留トナー及び紙粉Ｐを掻き落とす。搬送スクリュー３５ｄは、ハウジング３５ｂの内部において回転自在に支持され、像担持体３１の外周部から掻き落とされた残留トナー及び紙粉Ｐをハウジング３５ｂの内部から外部の図示しない回収トナー貯蔵ボックスに搬送する。トナー落下防止シート３５ｅは、開口部３５ａの下縁部付近に像担持体３１の軸方向に平行な長手方向に直交する方向の一端側が固定され、トナーの帯電特性と逆極性に帯電する樹脂フィルムで形成されている。また、トナー落下防止シート３５ｅは、上記固定された一端側に対向する他端側が像担持体３１の外周部に接触している。さらに、トナー落下防止シート３５ｅは、像担持体３１の外周部から掻き落とされた残留トナー及び紙粉Ｐが開口部３５ａから外部に落下、漏出等することを防止する。

図３は本発明の実施形態に係る用紙剥離爪３８を示している。用紙剥離爪３８は、像担持体３１の外周部の転写装置３４とクリーニングユニット３５との間に配置され、画像情報を静電潜像および可視化像として担持して回転する像担持体３１の回転方向におけるクリーニングユニット３５の上流側で前記像担持体３１の外周面に対して離接動作を行い、像担持体３１に吸着した用紙Ｍの剥離を行う用紙剥離部３８ａと、前記クリーニングユニットに備えられたトナー落下防止シート３５ｅを離接動作に伴って振動させる振動部３８ｂと、を設けている。

また、用紙剥離爪３８は１つの回転中心に対し作用点を２箇所有し、第１の作用点は前記像担持体の外周面に対して離接する用紙剥離部３８ａであり、第２の作用点は前記トナー落下防止シート３５ｅに当接する振動部３８ｂである。

したがって、第１の作用点での像担持体３１に吸着した用紙Ｍの剥離と第２の作用点でのトナー落下防止シート３５ｅの振動とが用紙剥離爪３８の１つの回転中心３８ｃを中心とした回転動作によって行われる。

また、剥離爪３８の作用点の用紙剥離部３８ａ、及び振動部３８ｂは、回転中心３８ｃ挟んで両側に位置するので、回転中心３８ｃを中心として回転すると用紙剥離部３８ａと振動部３８ｂとが反対方向に動く。

そのため、振動部３８ｂは用紙剥離部３８ａが像担持体３１に接触しているとき（図３（ａ））にトナー落下防止シート３５ｅをクリーニングユニット３５側に位置させ、用紙剥離部３８ａが像担持体３１から離間しているとき（図３（ｂ））、トナー落下防止シート３５ｅを像担持体３１側に位置させる。

また、用紙剥離爪３８は残留トナーの帯電特性と同極性の摩擦帯電特性を有する。これにより、用紙剥離爪３８に残留トナーが付着せず、用紙剥離爪３８を介して残留トナーにより用紙Ｍが汚損することを防止できる。

図４は前記装置の給紙部における用紙捌き部の外観を示す側面断面図と平面図である。 ここで、紙粉Ｐの発生の多くは、画像形成時にフィードローラ２４ａ及び板部材２４ｂにおいて給紙トレイ２１等から搬送される用紙Ｍが１枚に捌かれる際の用紙Ｍとフィードローラ２４ａ及び板部材２４ｂとの摩擦等が原因となる。この発明の実施形態では、フィードローラ２４ａ及び板部材２４ｂは、用紙Ｍの副走査方向の中央部分において用紙Ｍと接触するため、用紙Ｍの副走査方向の中央部分である紙粉発生部Ｍａから紙粉Ｐが発生する。

また、紙粉Ｐは、用紙搬送途中に図示しない搬送ローラ等との摩擦によって帯電するので、像担持体３１の外周部におけるトナー像を転写する際に像担持体３１の外周部に付着する。したがって、像担持体３１の外周部における用紙Ｍの搬送方向に直交する方向の中央部分である紙粉付着部分３１ａに多くの紙粉Ｐが滞留することになり、像担持体３１の軸方向について像担持体３１の外周部に付着する紙粉Ｐの量は異なる。ここで、像担持体３１の軸方向の中央付近では紙粉Ｐが多く発生する。

また、像担持体３１から用紙Ｍを確実に剥離するため軸方向の複数の位置で剥離力を作用させる必要がある。そこで、図５に示すように、像担持体３１の軸方向（用紙搬送方向に直交する方向）の中央部と中央部を挟む両側との３箇所に用紙剥離爪３８が設けられている。
一方、紙粉Ｐは流動性が低いので、図６（ａ）に示すように、クリーニングブレード３５によって掻き落とされた紙粉Ｐは、トナー落下防止シート３５ｅに堆積し易い。さらに、トナー落下防止シート３５ｅは、像担持体３１の外周部に接触しているので、トナー落下防止シート３５ｅの像担持体３１の外周部との接触部分及びその周辺にも紙粉Ｐが堆積し易い。ここで、紙粉Ｐがトナー落下防止シート３５ｅの配置箇所よりも矢印Ｙ方向の下流側に位置する開口部３５ａから回収できるのは、像担持体３１の矢印Ｙ方向の回転によって矢印Ｙ方向に風が発生するためである。つまり、紙粉Ｐは図６（ｂ）に示すように、用紙剥離爪３８の振動部によるトナー落下防止シートの振動により大きな塊にならずにトナー落下防止シート３５ｅから剥離するので、この風の流れに乗って開口部３５ｂに流入する。したがって紙粉Ｐが堆積し易いトナー落下防止シート３５ｅの上記紙粉Ｐ滞留箇所に対向する部分において紙粉Ｐを効率的に回収することができる。また、用紙剥離爪３８の用紙Ｍの剥離１枚ごとの振動部３８ｂの振動によりトナー落下防止シート３５ｅが動くため、微細粉も除去することができる。

この発明の実施形態に係るクリーニングユニットを適用した画像形成装置概略の構成を示す断面図である。 同クリーニングユニットが適用される画像形成装置に備えられる画像形成部の一部を拡大した断面図である。 同クリーニングユニットが適用される画像形成装置に備えられる画像形成部の一部を拡大した断面図である。 装置の給紙部における用紙捌き部の外観を示す側面断面図と平面図である。 像担持体外周略図である。 同クリーニングユニットが適用される画像形成装置に備えられる画像形成部の一部を拡大した断面図である。

Claims (6)

1. 画像情報を静電潜像および可視化像として担持して回転する像担持体の回転方向におけるクリーニングユニットの上流側で前記像担持体の外周面に対して離接動作を行う用紙剥離部を備えた用紙剥離爪において、
   前記クリーニングユニットに備えられたトナー落下防止シートを前記離接動作に伴って振動させる振動部を設け、該振動部は前記トナー落下防止シートに当接していることを特徴とする用紙剥離爪。
2. １つの回転中心に対し作用点を２箇所有し、第１の作用点は前記像担持体の外周面に対して離接する前記用紙剥離部であり、第２の作用点は前記トナー落下防止シートに当接する前記振動部であることを特徴とする請求項１に記載の用紙剥離爪。
3. 前記振動部は前記用紙剥離部が前記像担持体に接触しているときにトナー落下防止シートをクリーニングユニット側に位置させ、前記用紙剥離部が前記像担持体から離間しているときに前記トナー落下防止シートを前記像担持体側に位置させることを特徴とする請求項１または２に記載の用紙剥離爪。
4. 前記用紙剥離部及び振動部は、前記回転中心を挟んで両側に位置することを特徴とする請求項２に記載の用紙剥離爪。
5. 前記像担持体の軸方向について少なくとも給紙部における用紙捌き部材の配置位置に対応する位置に配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の用紙剥離爪。
6. 前記残留トナーの帯電特性と同極性の摩擦帯電特性を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の用紙剥離爪。

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