(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に現像されたトナー現像を用紙に転写する転写部を備えた複数の印写ユニットと、前記用紙の両面の未定着トナー像を前記用紙に定着させる定着装置を有し、両面印刷を行う静電記録装置において、
前記転写部と前記定着装置の間に用紙搬送ロールを設け、
前記用紙搬送ロールは、金属ロールを基体とし、用紙との摩擦によって用紙搬送ロールと接触する側の用紙のトナー像と同極に帯電される材質で表面が被覆されていることを特徴とする静電記録装置。
【請求項２】
請求項１記載の用紙搬送ロールにおいて、用紙搬送ロールと接触するトナーが正帯電の場合、用紙搬送ロール表面を被覆する材料がナイロンもしくは石英粉末充填シリコンゴム、ガラス、PMMA（ポリメチルメタクリレート）、エチルセルローズ、を主材料とすることを特徴とする静電記録装置。
【請求項３】
請求項１記載の用紙搬送ロールにおいて、用紙搬送ロールと接触するトナーが負帯電の場合、用紙搬送ロール表面を被覆する材料がPFA（Perfluoroal koxy Compolymer）もしくはポリ四フッ化エチレン、ポチ三重水素一塩化エチレン、硬化ポリ塩化ビニール、塩素化ポリエステル、ポリエチレン、天然ゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴムを主材料とすることを特徴とする静電記録装置。
【請求項４】
請求項１記載の用紙搬送ロールにおいて、前記用紙搬送ロールの外部に帯電装置を設け、該帯電装置により上記用紙搬送ロール表面に用紙搬送ロールと接触するトナー像の帯電極性と同極性の帯電を付与することを特徴とする静電記録装置。
【請求項５】
用紙搬送ロールの表面を被覆する材料にカーボンもしくはイオン導電剤を添加することを特徴とする請求項２，３記載の静電記録装置。
【請求項６】
用紙搬送ロールの金属ロール基体に、用紙搬送ロールの表面に接触するトナー像の帯電極性と同極性の直流電圧を印加することを特徴とする請求項５記載の静電記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機及びプリンタなどの電子写真方式を利用する静電記録装置に関し、特に用紙両面に未定着トナー像を形成し、未定着トナー像を搬送する用紙搬送用のロールを備えた静電記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式は複写機やプリンタに用いられる最もよく知られた現像方式のひとつである。特に高速印刷が望まれるラインプリンタでは、その処理すべき情報量の増大に従い、より高速の印刷能力が望まれ、また、その画質も高品質で高精細なものが望まれていた。更に、近年では地球環境の保護のため省資源、省エネルギーの考えが進み、プリンタにおいても、両面印刷機能のニーズは高まっている。
【０００３】
ここで電子写真方式で両面印刷を行う方法は、カット紙用プリンタでは片面の印刷が終了した用紙をカットバック等の搬送系にて反転した後、裏面に印刷を行う方法があるが、この方式は用紙搬送機構が複雑であり、高速印刷には不向きである。
【０００４】
一方、連続紙の両面印刷は、プリンタを２台使用するような構成となる。まず、１台目のプリンタで片面の印刷が終了した用紙を用紙反転機構により反転し、２台目のプリンタで残りの面の印刷を行うのである。この方法は印刷速度の低下が無いため、高速印刷に向いている反面、２台のプリンタを用いるため全体の印刷システムが大きくなり、また装置コストも高くなる。また用紙両面のトナー定着を別々に行うため、最も消費電力の負担が大きい定着機構部も２台となるため省エネルギーを妨げる結果となる。そのため用紙両面を同時に印刷する機構が提案され検討されてきた。これは２台の印写装置により用紙両面に未定着トナー像を形成し、１台の定着装置で用紙両面のトナー像を同時に定着する構成となっている。この方法であれば、１台の定着装置のみで高速両面印刷が可能となる。
【０００５】
図１はこの両面同時定着方式のプリンタ構成を示す図である。ここでは、感光体ドラムとしてSeTeやAs2Se3等の正帯電感光ドラムと正帯電トナーを用いた反転現像方式の印写ユニットを用いた場合について説明する。感光体ドラム１ａにコロナ帯電器２ａにより正電荷を供給し、レーザ光学系やLED等の露光部３ａにより光パターンを照射して静電潜像を形成し、現像機７ａによりトナー現像を行う。コロナ転写器４ａにより、用紙５の裏側に負電荷を付与することにより、感光体ドラム１ａ上のトナー像６を用紙５上に転写する。以上を第１の印写ユニットとする。次に、負帯電のコロナ帯電器と正帯電のコロナ帯電器の組み合わせからなるトナー極性反転装置８により、正帯電トナー６の極性を負極性に反転する。次に、感光体ドラム１ｂからなる第２の印写ユニットを用いて同様に用紙５の裏面に正帯電トナー像９を転写する。これにより、用紙５の表面に互いに極性の異なるトナー像６、９が形成される用紙５の両側に形成されたトナー像６、９は定着装置１１からの熱により溶融され、用紙に固着される。ここで、１２は印写ユニットと定着装置１１の間の用紙の搬送経路に設けられた用紙搬送ロールである。用紙搬送ロール１２は連続紙の搬送方向を変更したり、用紙搬送時のバッファとして不可欠である。この用紙搬送ロール１２は未定着トナー像と接触するため、用紙搬送ロール１２表面の汚れやトナー画像の乱れが問題となる。
【０００６】
特開平７−７２７７６では用紙搬送ロール表面を絶縁材料で被覆し、その表面をコロナ帯電器でトナーと同極に帯電させ搬送ロール表面へのトナー付着を防止しているが、コロナ放電による帯電はその均一性に欠けるため用紙搬送ロール表面での帯電ムラが大きくなり、用紙搬送ロール表面電荷が局所的に大きくなる部分では用紙上トナーとの強い反発力が生じ、トナー画像の乱れを生じることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高速両面同時印刷プロセスにおける用紙搬送ロール表面の未定着トナー付着による汚染ならびに用紙上未定着トナー画像の乱れを低減させ、安定した印刷品質を長期間実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は用紙搬送ロール表面の材料が用紙との摩擦により、用紙搬送ロールと接触するトナーと同極の帯電極性を持つ材質であることにより実現できる。
【０００９】
本発明では、用紙搬送ロールと接触する未定着トナーが正帯電の場合、用紙搬送ロールの表面材料は用紙との摩擦帯電系列が正となるナイロン系樹脂またはPMMA等を用いることでロール表面へのトナー付着量を低減できる。また、用紙搬送ロールと接触する未定着トナーが負帯電の場合、用紙搬送ロールの表面材料は用紙との摩擦帯電系列が負となるフッ素系樹脂またはポリエステル系樹脂を採用することで、用紙搬送ロール表面へのトナー付着量を低減できる。更に、本発明となる用紙搬送ロールに、コロナ帯電器や金属ロールへのバイアス電圧印加によりトナーと同極性の電荷をロール表面に付与することにより、用紙搬送ロール表面へのトナー付着量を更に低減させることが可能となる。
【００１０】
【発明実施の形態】
図２は、本発明の実施例を示す図である。用紙搬送ロール１２は、金属ロール１３の円筒上に被覆材１７が形成されている。用紙５の両面には、それぞれトナー像６とトナー像９が形成されていて、トナー像６が用紙搬送ロール１２と接触する。
【００１１】
図３は用紙搬送ロール１２の部分断面図である。被覆材１７は接着剤１８を介して金属ロール１３に接着されている。
【００１２】
（実施例１）
用紙搬送ロール１２は直径４０mmの金属ロール１３の表面に、被覆材１７として体積抵抗率が１０10Ω・cm、膜厚１００μｍの導電性ナイロンチューブを被覆したものである。ここで用紙搬送ロール１２と接触するトナー像６は正帯電のスチレンアクリル系トナー（粒径１０μｍ）である。また、用紙搬送ロール１２は用紙５の移動（移動速度４００mm／sec）によって回転する。用紙搬送ロール１２の表面は用紙５との摩擦帯電により約＋１００Ｖに帯電するため、正に帯電しているトナーの搬送ロール１２の表面への付着は電気的な反発力により低減する。清掃部材１６を除いた状態で搬送ロール１２表面上の汚れと用紙上トナー像６の評価を行ったところ、ロール被覆材がPFAで正帯電スチレンアクリル系トナーを使用した場合に比べ、用紙搬送ロール１２表面の汚れは低減し、ブラシ等やブレード等の清掃部材１６の負担を軽減することができる。なお、用紙の移動速度は、４００mm／secに限定するものではない。好ましくは４００mm／sec以上とする。
【００１３】
また、用紙５との摩擦により正に帯電する被覆材１７としては、他に石英粉末充填シリコンゴム、ガラス、PMMA（ポリメチルメタクリレート）、エチルセルローズがあげられる。
【００１４】
（実施例２）
用紙搬送ロール１２は直径４０mmの金属ロール１３の表面に、被覆材１７として体積抵抗率が１０11Ω・cm、膜厚５０μｍの導電性 PFAチューブを被覆したものを使用した。また、用紙搬送ロール１２の表面と接触するトナー６は負帯電のポリエステル系トナー（粒径１１．５μｍ）とし実施例１と同様の印刷実験を行った。その結果、用紙搬送ロール１２の表面は用紙５との摩擦帯電により約−２００Ｖに帯電し、負に帯電しているトナー像６は電気的な反発力により、搬送ロール１２表面への付着が低減する。清掃部材１６を除いた状態で搬送ロール１２表面上の汚れと用紙上トナー像６の評価を行ったところ、ロール被覆材がナイロン系樹脂で負帯電ポリエステルトナーを使用した場合に比べ、用紙搬送ロール１２表面の汚れは飛躍的に低減し、ブラシ等やブレード等の清掃部材１６の負担を軽減することができる。
【００１５】
なお、用紙５との摩擦により負に帯電する被覆材１７としては、他にポリ四フッ化エチレン、ポリ三重水素化一塩化エチレン、硬化ポリ塩化ビニール、塩素化ポリエステル、ポリエチレン、天然ゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴムがあげられる。
【００１６】
（参考例）図４は参考例を示す図である。
【００１７】
用紙搬送ロール１２の外部に帯電装置として、コロナ帯電器１９を用いている。コロナ帯電器１９は、トナー像６が正帯電の場合は正電荷を、トナー像６が負帯電の場合は負電荷を、用紙搬送ロール１２の表面に帯電させている。
【００１８】
（実施例３）図５は本発明の第３の実施例を示す用紙搬送ロール１２の部分断面図である。
【００１９】
金属ロール１３の円筒面上を接着剤１８を介して被覆材２０が覆っている。被覆材２０中には導電剤２１が混入されている。被覆材２０としては、トナー像が正帯電のときは実施例１の被覆材１８と同じ材料で、トナー像が負帯電のときは実施例２の被覆材１８と同じ材料である。導電剤２１としては、カーボンもしくはイオン導電剤があげられる。
【００２０】
（実施例４）図６は、本発明の第４の実施例を示す図である。被覆材２０中には導電剤２１が混入され、金属ロール１３には直流電源１４が接続されている。よって、被覆材２０が導電性となるため、直流電源１４からのバイアス電圧は、金属ロール１３を介して用紙搬送ロール１２の表面に印加されることになる。
【００２１】
トナー像６が正帯電の場合、バイアス電圧を５００Ｖから２０００Ｖ印加することにより、用紙搬送ロール１２表面のトナー付着量は更に低減される。
【００２２】
トナー像６が負帯電の場合、バイアス電圧を−５００Ｖから−２０００Ｖ印加することにより、用紙搬送ロール１２の表面のトナー付着量は同様に低減される。
【００２３】
【発明の効果】
用紙搬送ロールの表面を、用紙との摩擦によって、用紙搬送ロ−ルの表面と接触するトナー像の帯電極性と同じ極性となるような材質で覆うことで、用紙搬送ロール表面の汚れを低減でき、背景部のカブリ濃度が低い高品質印刷が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  １パスで用紙の両面に印刷するプリンタの構成を示す模式図である。
【図２】  本発明の実施例である用紙搬送ロール周囲の模式図である。
【図３】  用紙搬送ロールの部分断面図である。
【図４】  本発明の参考例である用紙搬送ロール周囲の模式図である。
【図５】  本発明の他の実施例である用紙搬送ロールの部分断面図である。
【図６】  本発明の他の実施例である用紙搬送ロール周囲の模式図である
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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