(57)【要約】  【課題】  填料を多く含む再生紙や輸入用紙を使用しても紙粉に起因する画像不良が生じないようにすると共に、装置の小型軽量化と生産コストの低減を図る。  【解決手段】  給紙部から画像転写部に至るまでの用紙搬送路８１に、用紙搬送面を挟むように圧接した紙粉取りローラ対１を設け、この紙粉取りローラ対１の裏面側ローラ１２の表面材料を表面側ローラ１１の表面材料よりも帯電列において負極側のものとし、紙粉取りローラ対１の回転による摩擦によって、裏面側ローラ１２が負に、表面側ローラ１１が正に帯電するようにし、用紙Ｐ表面に付着している紙粉４を表面側ローラ１１に移動させ用紙Ｐ表面から除去する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給紙部から画像転写部に至るまでの用紙搬送路に、用紙搬送面を挟むように圧接した一対のローラを設け、この一対のローラの用紙裏面側ローラの表面材料を用紙表面側ローラの表面材料よりも帯電列において負極側のものとし、
前記一対のローラの回転による摩擦によって、用紙裏面側ローラが負に、用紙表面側ローラが正に帯電するようにし、用紙表面に付着している紙粉を用紙表面側ローラに移動させ用紙表面から除去することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
用紙表面側ローラの表面に付着した紙粉を回収するための紙粉回収機構をさらに備えた請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記紙粉回収機構が帯状の薄板状部材を備え、薄板状部材の長辺の一方を用紙表面側ローラの表面に圧接させて、用紙表面側ローラの表面に付着した紙粉を回収する請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記薄板状部材の材料が用紙表面側ローラの表面材料よりも帯電列において正極側のものである請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
用紙裏面側ローラに負極性の電圧を印加するバイアス電源をさらに設けた請求項１〜４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】
本発明は複写機やプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関し、より詳細には紙粉を用紙から除去する部材を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機などの画像形成装置において、用紙を構成する紙繊維の断片あるいはタルクや炭酸カルシウム、カオリン、二酸化チタン、水酸化アルミニウムといった填料などが用紙から脱離して種々の不具合が生じるといった問題が従来からあった。なお、紙繊維断片や填料などの用紙の構成材料が用紙から脱離したものを、以下「紙粉」ということにする。例えば、タルクや炭酸カルシウムなどからなる紙粉は負極性に帯電しやすいので、現像剤として正帯電トナーが用いられている場合には、逆帯電トナーと同じ挙動を示し、カブリやトナー飛散などの画像不良を引き起こす。またクリーニング部において回収されたトナーを再利用するトナーリサイクル機構を採用している装置では、回収トナー中に混入した紙粉が現像装置内に入り込むといった不具合が生じる。
【０００３】
このような問題を解決するため例えば特許文献１では、給紙部と画像形成部との間の用紙搬送部に加圧ローラを設け、この加圧ローラで用紙を加圧圧縮することによって用紙を硬化させ紙粉の発生を抑えている。また特許文献２では、給紙部に一対のブラシローラを設け、バイアス電圧を印加したブラシローラで用紙の表裏を摺擦することによって用紙を除電すると共に機械的に紙粉を除去している。
【特許文献１】特開平４−１９１２２８号公報（特許請求の範囲、第２頁−第４頁、第３図）
【特許文献２】特開平３−１４７６４８号公報（特許請求の範囲、第２頁−第４頁、第１図〜第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、近年の環境問題の意識の高まりを受けて再生紙の使用が年々増加している。この再生紙には、紙質をあげるために従来の用紙に比べて多量の填料が添加されている。また近頃、海外から輸入された用紙が国内で広く使用されつつある。この輸入用紙には、国内用紙に比べて格段に多くの填料が添加されている。このため、特許文献１の提案技術では、填料を多く含んだ用紙を使用した場合に紙粉に起因する画像不良などを十分には防止できないおそれがある。
【０００５】
また特許文献２の提案技術では装置が大型化し、小型軽量化という市場の要請に沿わない。加えて、バイアス印加のための高圧トランスが必要となり製造コストが上がるといった問題がある。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは填料を多く含む再生紙や輸入用紙を使用しても紙粉に起因する画像不良が生じない画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
また本発明の目的は、装置の小型軽量化すると共に生産コストの上昇を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、給紙部から画像転写部に至るまでの用紙搬送路に、用紙搬送面を挟むように圧接した一対のローラを設け、この一対のローラの用紙裏面側ローラの表面材料を用紙表面側ローラの表面材料よりも帯電列において負極側のものとし、前記一対のローラの回転による摩擦によって、用紙裏面側ローラが負に、用紙表面側ローラが正に帯電するようにし、用紙表面に付着している紙粉を用紙表面側ローラに移動させ用紙表面から除去することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【０００９】
ここで、長期間にわたって安定して紙粉を除去する観点から、用紙表面側ローラの表面に付着した紙粉を回収するための紙粉回収機構をさらに設けるのが好ましい。この紙粉回収機構としては、帯状の薄板状部材の長辺の一方を用紙表面側ローラの表面に圧接させて、用紙表面側ローラの表面に付着した紙粉を回収する機構であってもよく、このとき薄板状部材の材料を用紙表面側ローラの表面材料よりも帯電列において正極側のものとするのが好ましい。
【００１０】
また、用紙表面に付着している紙粉を一層確実に用紙表面側ローラに移動させるためには、用紙裏面側ローラに負極性の電圧を印加するバイアス電源をさらに設けるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置では、給紙部から画像転写部に至るまでの用紙搬送路に、用紙搬送面を挟むように圧接した一対のローラを設け、この一対のローラの用紙裏面側ローラの表面材料を用紙表面側ローラの表面材料よりも帯電列において負極側のものとしたので、前記一対のローラの回転による摩擦によって、用紙裏面側ローラが負に、そして用紙表面側ローラが正に帯電する。これにより、画像不良の原因となる負帯電した紙粉は用紙表面から用紙表面側ローラに移動し、填料を多く含む再生紙や輸入用紙を使用しても紙粉に起因する画像不良が効果的に防止される。
【００１２】
また用紙表面側ローラの表面に付着した紙粉を回収するための紙粉回収機構をさらに設けると、長期間にわたって安定して紙粉を除去することができる。この紙粉回収機構として、帯状の薄板状部材の長辺の一方を用紙表面側ローラの表面に圧接させた機構を用いると、装置の大型化を抑えられる。ここで、薄板状部材の材料を用紙表面側ローラの表面材料よりも帯電列において正極側のものとすると、薄板状部材と用紙表面側ローラとの摩擦帯電によって薄板状部材が正に、そして用紙表面側ローラが負に帯電する。これにより、画像不良の原因となる負帯電した紙粉が用紙表面側ローラから薄板状部材に移動しやすくなり、薄板状部材によって用紙表面側ローラの表面から紙粉を効率的に取り除けるようになる。
【００１３】
また、用紙裏面側ローラに負極性の電圧を印加するバイアス電源をさらに設けると、摩擦帯電による負電圧に加えて、バイアス電源からも負電圧を印加できるようになり、紙粉を用紙表面から一層確実に除去できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の画像形成装置について図に沿って説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明に係る画像形成装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。この図の画像形成装置では、給紙カセットＣに積載された用紙Ｐはピックアップローラ７１によってフィードローラ７２とリバースローラ７３のニップ部に送られ、一枚だけが分離されて用紙供給路８１に送り出される。そして、用紙供給路８１の途中に配置された搬送ローラ対７４によって用紙Ｐは紙粉取りローラ対１へ搬送され、さらにレジストローラ対７５に搬送される。そして、レジストローラ対７５で感光体ドラム６０と転写デバイス６４との間（画像転写部）に搬送される。
【００１６】
感光体ドラム６０としては、アルミ等の導電性基体ローラ上に、セレン、非晶質シリコンなどの感光層を設けた無機感光体ドラムや、バインダー樹脂中に電荷発生剤や電荷輸送剤を分散させた有機感光層を設けた有機感光体ドラムなどが使用される。この感光体ドラム６０の表面が、コロナ帯電器などから成る帯電デバイス６１によって一様に帯電され、光学ユニット６２による光照射により、光照射部分の電位が光減衰し、静電潜像が形成される。このようにして形成された静電潜像は、磁性キャリヤと絶縁性トナーとから成る二成分系現像剤や磁性トナーから成る一成分系現像剤などの現像剤が充填されている現像デバイス６３によって現像される。即ち、現像デバイス６３には、感光体ドラム６０に対面するように現像スリーブ６３ａが配置されており、この現像スリーブ６３ａにより、感光体ドラム６０と現像スリーブ６３ａとの間の現像域に摩擦帯電したトナーが一定の穂長に調整された磁気ブラシの形で搬送され、このトナーによって静電潜像の現像が行われ、トナー像が感光体ドラム６０表面に形成される。トナー像の帯電極性は、いわゆる正規現像により画像形成が行われる場合には、感光体ドラム６０表面の帯電極性と逆極性であり、反転現像により画像形成が行われる場合には、感光体ドラム表面の帯電極性と同極性である。このようにして形成されたトナー像が、転写デバイス６４により，転写デバイス６４と感光体ドラム６０との間に給紙された用紙Ｐに転写される。
【００１７】
転写デバイス６４として、ここでは転写ローラを用いている。転写ローラは、感光体ドラム６０の回転に従動するように且つ感光体ドラム６０とは微小間隙（通常、０.５ｍｍ以下）を開けて配置され、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されることにより、感光体ドラム６０上のトナー像は用紙Ｐ上に移動する。もちろん、、転写ローラと感光体ドラム６０とが接触していてもよい。また転写デバイス６４は、転写チャージャと分離用チャージャとから構成されたものであってもよく、この場合転写デバイスと感光体ドラム６０との間に給紙された用紙Ｐの背面が、転写チャージャによりトナー像と逆極性に帯電され、この電荷とトナー像との静電引力によって、用紙Ｐ上にトナー像が転写される。また、トナー像の転写と同時に、分離チャージャにより用紙の背面が交流帯電され、この交流帯電により、用紙Ｐが感光体ドラム６０の表面から速やかに分離するようになっている。
【００１８】
トナー像が転写された用紙Ｐは定着デバイス６５に搬送され、ここで加熱・加圧されて、転写されたトナー像は用紙Ｐに定着する。定着デバイス６５を通過した用紙は用紙搬送路８２に沿って搬送され、排出ローラ対７６によって不図示の排紙トレイに排出される。一方、トナー像が用紙Ｐ上に転写された後、不図示の除電装置による光照射により、感光体ドラム６０の表面電荷が除去され、またクリーニングデバイス６６により、感光体ドラム６０の表面に残存するトナーが掻き取られて回収され、次の画像形成プロセスが行われる。クリーニングデバイス６６に回収されたトナーは、必要により、現像デバイス６３内にリサイクルされて再使用に供される。
【００１９】
上記のようにしてトナー像が転写される用紙Ｐは、先にも述べた通り、紙粉取りローラ対１を通って、感光体ドラム６０と転写デバイス６４との間に給紙されるものである。本発明において、この紙粉取りローラ対１は用紙表面側ローラ（以下「表面側ローラ」という）１１と用紙裏面側ローラ（以下「裏面側ローラ」という）１２とからなる。そして裏面側ローラ１２の表面材料を表面側ローラ１１の表面材料よりも帯電列において負極側のものとし、紙粉取りローラ１の回転による摩擦によって、裏面側ローラ１２が負に、そして表面側ローラ１１が正に帯電するようにすることが重要である。
【００２０】
タルクや炭酸カルシウムなどの填料からなる紙粉４は負に帯電していることが多い。このため、例えば感光体ドラム６０が正帯電で、この感光体ドラム６０表面に反転現像法によってトナー画像を形成している場合、このような負帯電した紙粉４は、感光体ドラム６０表面の非画像部に電気的に引き付けられ、また負電圧が印加されている転写ローラ６４と反発して感光体ドラム６０表面にさらに付着する。このような紙粉が感光体ドラム６０に付着すると、付着した部分に電荷が載らずカブリなどの画像不良が生じる。したがって、かかる紙粉を用紙Ｐから除去するために、裏面側ローラ１２を負に、表面側ローラ１１を正に帯電させるのである。加えて本発明では、裏面側ローラと表面側ローラとの摩擦帯電によって両ローラに電荷を発生させるので、ローラに電圧を印加するための電源を必要とせず、装置の小型軽量化さらには生産コストの抑制が図れる。
【００２１】
図２に示すように、本発明の紙粉取りローラ対１は表面側ローラ１１と裏面側ローラ１２とが圧接してなる。そして、摩擦帯電により裏面側ローラ１２が負に、表面側ローラ１１が正に帯電する。このように帯電させるためには、裏面側ローラ１２と表面側ローラ１１の表面材料の組み合わせを帯電列を考慮して決定する必要がある。裏面側ローラ１２としては、負帯電しやすいポリ四フッ化エチレン（テフロン）（登録商標）やポリエチレンなどの材料で表面を被覆したローラが好適に使用できる。また表面側ローラ１１としては、正帯電しやすいシリコンやポリウレタンなどの材料で表面層を形成したローラが好適に使用できる。
【００２２】
紙粉取りローラ対１の摩擦帯電を効率的に行うと共に、紙粉４の用紙Ｐからの脱離や表面露出を抑えるには、表面側ローラ１１と裏面側ローラ１２との圧接力を１．５〜２．５Ｎ／ｃｍ程度が好ましい。圧接力があまりに低いと十分な摩擦帯電が得られない。また紙粉取りローラ対１による圧縮作用が働かず、紙粉４の用紙Ｐからの脱離や表面露出が十分には抑えられない。反対に、圧接力が必要以上に高いと用紙Ｐを傷めるおそれがあるからである。なお、紙粉取りローラ対１の摩擦帯電と、紙粉４の用紙Ｐからの脱離及び表面露出の抑制とを同時に行うためには、紙粉取りローラ対の一方のローラ表面を剛性とし、もう一方のローラ表面を弾性とするのが好ましい。ローラ表面が共に剛性であるとニップ幅が狭く十分な摩擦帯電ができない一方、ローラ表面が共に弾性であると、用紙の十分な加圧・圧縮ができないからである。ローラ表面を弾性とする場合、その光度はアスカーＣ硬度で６０度以上が好ましい。
【００２３】
紙粉取りローラ対１の摩擦帯電によって、裏面側ローラ１２が負に帯電すると、用紙Ｐに存在する、感光体ドラム６０の帯電極性と逆極性の紙粉４は、電気的に反発して用紙Ｐから表面側ローラ１１に移動する。これにより画像不具合の原因となっていた紙粉４が用紙Ｐから選択的に取り除かれる。この結果、画像転写部に搬送された用紙Ｐの表面には紙粉４が除去されているため、感光体ドラム６０表面への紙粉４の付着が有効に防止され、紙粉４による画像不良が有効に防止されるわけである。
【００２４】
用紙Ｐからの紙粉４の除去を一層完全にするために、図３に示すようにバイアス電源をさらに設けて裏面側ローラ１２に負電圧を印加してもよい。バイアス電源による印加電圧は、裏面側ローラ１２に生じる摩擦帯電量を考慮して適宜決定すればよいが、一般に−１．０ｋＶ〜−２．０ｋＶ程度が好ましい。
【００２５】
ここで、長期間にわたって安定して用紙Ｐから紙粉４を除去するためには、表面側ローラ１１の表面に付着した紙粉４を回収するための紙粉回収機構をさらに設けるのがよい。このような紙粉回収機構の一例を図４に示す。図４の紙粉回収機構は、帯状の薄板状部材（スクレーパ）２１の長辺の一方を表面側ローラ１１の表面に圧接させてなる。表面側ローラ１１に付着した紙粉４はこのスクレーパ２１によって表面側ローラ１１から取り除かれ、表面側ローラ１１は用紙Ｐから移動してくる紙粉４を常に捕捉することができる。
【００２６】
ここで表面側ローラ１１から紙粉４を効率的に除去する観点から、スクレーパ２１の材料を表面側ローラ１１の表面材料よりも帯電列において正極側のものとするのが好ましい。このような材料選択を行うことによって、スクレーパ２１が正に、表面側ローラ１１が負に帯電し、画像不良の原因となる負帯電した紙粉４が表面側ローラ１１からスクレーパ２１に移動しやすくなり、スクレーパ２１によって表面側ローラ１１の表面から紙粉４を効率的に取り除けるようになる。
【００２７】
紙粉回収機構としては、この他にも図５（ａ）に示すような、スポンジローラ２２を表面側ローラ１１に圧接し、圧接部において回転方向が逆になるようにスポンジローラ２２を回転させて、表面側ローラ１１から紙粉４を取り除く機構や、同図（ｂ）に示すような、ブラシローラ２３を表面側ローラ１１の表面にブラシが当たるように配置し、回転するブラシによって表面側ローラ１１から紙粉４を取り除く機構などが例示される。
【実施例１】
【００２８】
図１に示した画像形成装置を用い、紙粉取りローラ対として図４のスクレーパが取り付けられたものを用いて、通常通紙による耐刷試験を行い、所定枚数毎にカブリ濃度（ＦＤ）を測定した。なお、紙粉取りローラ対の表面側ローラとしてウレタンゴムローラを用い、裏面側ローラとしてテフロン（登録商標）樹脂ローラを用いた。ウレタンゴムローラの硬度はアスカーＣ硬度で６０度であった。また、表面側ローラと裏面側ローラとの圧接力は１．７Ｎ／ｃｍとした。スクレーパとしては、ステンレス鋼の表面をシリコンで被覆したものを用いた。なお、帯電列において、テフロン（登録商標）樹脂ローラ、ウレタンゴムローラ、シリコン被覆ステンレス鋼はこの順で正帯電しやすい材質である。感光体ドラムは有機感光体ドラムを用いた。また耐刷試験には填料の多い中国製の用紙を使用した。結果を図６に示す。
【比較例１】
【００２９】
図１に示した画像形成装置を用い、紙粉取りローラ対を設けなかった以外は実施例１と同様にして耐刷試験を行いカブリ濃度（ＦＤ）を測定した。結果を図６に合わせて示す。
【００３０】
図６を参照して、ＦＤの許容上限値を０．０１０とした場合、紙粉取りローラ対を設けた実施例１の画像形成装置では、おおよそ５，３００枚までＦＤが許容上限値を超えなかったのに対し、紙粉取りローラ対を設けなかった比較例１の画像形成装置ではわずか２，１００枚でＦＤは許容上限値を超えてしまった。このように、本発明の画像形成装置では、従来の装置に比べて実に２．５倍も不具合なく画像形成することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説断面図である。
【図２】紙粉取りローラ対の概説図である。
【図３】バイアス電源付きの紙粉取りローラ対の概説図である。
【図４】スクレーパ付きの紙粉取りローラ対の概説図である。
【図５】紙粉回収機構の他の例を示す概説図である。
【図６】耐刷試験によるＦＤの推移を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    紙粉取りローラ対
３    バイアス電源
４    紙粉
Ｐ    用紙
１１    表面側ローラ（用紙表面側ローラ）
１２    裏面側ローラ（用紙裏面側ローラ）
２１    スクレーパ（薄板状部材）
【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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