(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。  【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、用紙搬送面を介して対向するように紙粉取りローラ対１を設ける。そして、この紙粉取りローラ対１の用紙裏面側ローラ１２に感光体ドラム６０の帯電極性と逆極性の電圧を印加する。これによって、用紙Ｐ表面に付着している紙粉４を用紙表面側ローラ１１に移動させて用紙Ｐ上面から除去する。ここで紙粉４の発生そのものを抑える観点から、紙粉取りローラ１を圧接し、この間に用紙Ｐを通すことによって用紙Ｐを圧縮し紙粉が脱離しないようにするのが好ましい。【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、用紙搬送面を介して対向するように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に感光体の帯電極性と逆極性の電圧を印加することによって、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て用紙上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】
前記一対のローラが圧接している請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
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又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
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３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記紙粉回収機構が、用紙裏面側ローラへ印加する電圧の極性を切り換える切り換え手段を備え、一対のローラ間を用紙が通過しているときは、感光体の帯電極性と逆極性の電圧を用紙裏面側ローラに印加し、一対のローラ間を用紙が通過していないときは、感光体の帯電極性と同極性の電圧を用紙裏面側ローラに印加し、
用紙表面側ローラの表面に付着した紙粉を用紙裏面側ローラに一旦移動させた後、用紙の裏面に移動させる請求項３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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、用紙搬送面を介して対向するように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に感光体の帯電極性と逆極性の電圧を印加することによって、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て用紙上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。
【０００８】
ここで紙粉の発生そのものを抑える観点から、前記一対のローラを圧接させ、この間に用紙を通すことによって用紙を圧縮し紙粉が脱離しないようにすることが推奨される。
【０００９】
また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いし、あるいは用紙裏面側ローラへ印加する電圧の極性を切り換える切り換え手段を設け、一対のローラ間を用紙が通過しているときは、感光体の帯電極性と逆極性の電圧を用紙裏面側ローラに印加し、一対のローラ間を用紙が通過していないときは、感光体の帯電極性と同極性の電圧を用紙裏面側ローラに印加し、用紙表面側ローラの表面に付着した紙粉を用紙裏面側ローラに一旦移動させた後、用紙の裏面に移動させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
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、用紙搬送面を介して対向するように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に感光体の帯電極性と逆極性の電圧を印加するので、感光体の帯電極性と反対極性に帯電した、画像不良の原因となる紙粉は用紙表面から用紙表面側ローラに移動する。これにより、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。
【００１１】
前記一対のローラを圧接させ、この一対のローラによって用紙を圧縮するようにすると、紙粉の用紙からの脱離や表面露出を抑えられ、紙粉に起因する不具合を一層防止できる。
【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。また、用紙裏面側ローラへ印加する電圧の極性を切り換える切り換え手段を設け、一対のローラ間を用紙が通過しているときは、感光体の帯電極性と逆極性の電圧を用紙裏面側ローラに印加し、一対のローラ間を用紙が通過していないときは、感光体の帯電極性と同極性の電圧を用紙裏面側ローラに印加して、用紙表面側ローラの表面に付着した紙粉を用紙裏面側ローラに一旦移動させた後、用紙の裏面に移動させるようにすると、回収した紙粉を貯留しておく部分が不要となり装置の小型化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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にはバイアス電源３からバイアス電圧が印加される。ここで裏面側ローラ１２に印加するバイアス電圧を感光体ドラム６０の帯電極性と逆極性の電圧とすることが重要である。
【００１９】
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、感光体ドラム６０表面の非画像部は正帯電しているため、正帯電性の紙粉は感光体ドラム６０表面に移動することは少なく、仮に感光体ドラム６０表面に移動したとしても、負電圧が印加されている転写ローラ６４によって用紙Ｐ側に引き付けられ、感光体ドラム６０表面から取り除かれる。反対に負帯電性の紙粉は、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。このように、感光体ドラム６０の帯電極性と逆極性の紙粉が感光体ドラム６０に付着することによってカブリなどの画像不良が引き起こされる。したがって、かかる紙粉を用紙Ｐから除去するために、感光体ドラム６０の帯電極性と逆極性の電圧を裏面側ローラ１２に印加するのである。
【００２０】
図２に示すように、感光体ドラム６０の帯電極性（ここで正帯電）と逆極性の負バイアス電圧を裏面側ローラ１２に印加すると、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。
【００２１】
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とを圧接させるのがよく、その圧接力としては１．５〜２．５Ｎ／ｃｍ程度が好ましい。圧接力があまりに低いと紙粉取りローラ対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ことがあり、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。
【００２２】
本発明で使用する紙粉取りローラ対１の材質としては特に限定はないが、表面側ローラ１１としては外周面がステンレス鋼やアルミニウムなどの金属製であるローラが好ましく、裏面側ローラ１２としては最外層が合成ゴムなどのエラストマーであるものが好ましい。裏面側ローラ１２の抵抗値としては１０5〜１０10Ω／ｃｍ2の範囲が好ましい。
【００２３】
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、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としては、機械的に紙粉を回収する機構と電気的に紙粉を回収する機構とが例示される。
【００２４】
機械的に紙粉を回収する機構としては、図２に示すような、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の表面に圧接させた機構が例示される。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。この他にも図３（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。
【００２５】
一方、電気的に紙粉を回収する機構としては、図４に示すような機構が例示される。図４の紙粉回収機構は、極性の異なるバイアス電源３１，３２を設け、裏面側ローラ１２に印加する電圧の極性を切り換えスイッチ（切り換え手段）５によって切り換える機構である。負帯電の紙粉４を用紙Ｐから除去する場合、紙粉取りローラ対１の間を用紙Ｐが通過している間、バイアス電源３１から裏面側ローラ１２に負極性のバイアス電圧を印加する（同図（ａ））。すると、用紙Ｐに存在する負帯電の紙粉４は電気的に反発して表面側ローラ１１に移動する。これにより画像不良の原因となる紙粉４が用紙Ｐから除去される。そして、紙粉取りローラ１間を用紙Ｐが通過した後、切り換えスイッチ５によってバイアス電源３２に電源を切り換え、裏面側ローラ１２に正極性のバイアス電圧を印加する（同図（ｂ））。すると、表面側ローラ１１に付着している紙粉４が、裏面側ローラ１２に電気的に引っ張られて裏面側ローラ１２に移動する。その後、紙粉取りローラ１間に用紙Ｐが搬送されてくると、切り換えスイッチ５によって再びバイアス電源３１に電源を切り換え、裏面側ローラ１２に負極性のバイアス電圧を印加する（同図（ｃ））。すると、前述のとおり、用紙Ｐに存在する負帯電の紙粉４は電気的に反発して表面側ローラ１１に移動すると同時に、裏面側ローラ１２に付着している紙粉４が電気的に反発して用紙Ｐの裏面に移動する。用紙Ｐの裏面に移動した紙粉４は、感光体ドラム６０（図１に図示）と直接接触することがないので感光体ドラム６０に付着することがなく、また転写ローラ６４（図１に図示）に印加される電極と同極性なので転写ローラ６４に付着することもない。このように上記回収機構によれば、用紙Ｐの表面から紙粉４を取り除きながら、用紙４の裏面に紙粉４を付着させて排出させるので、回収した紙粉４を貯留する空間が不要となる。また機械的な回収機構がないので装置の小型化が可能となる。
【実施例１】
【００２６】
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２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ステンレス鋼からなる金属ローラを用い、裏面側ローラとしてステンレス鋼からなる軸芯の表面に導電性ゴム層（厚さ１．０ｃｍ）を形成したものを用いた。裏面側ローラの抵抗値は１０7Ω／ｃｍ2であった。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。裏面側ローラに−１．５ＫＶのバイアス電圧を印加した。感光体ドラムは有機感光体ドラムを用いた。また耐刷には填料の多い中国製の用紙を使用した。結果を図５に示す。
【実施例２】
【００２７】
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のバイアス電源の切り換えスイッチを備えたものを用いて、実施例１と同様の条件で耐刷試験を行いカブリ濃度（ＦＤ）を測定した。なお、バイアス電源の電圧はそれぞれ＋１．５ＫＶと−１．５ＫＶとした。結果を図５に合わせて示す。
【００２８】
図５を参照して、ＦＤの許容上限値を０．０１０とした場合、紙粉取りローラ対が備えていない画像形成装置では、おおよそ２，１００枚でＦＤが許容上限値を超えてしまっているのに対し、スクレーパ付き紙粉取りローラ対が取り付けられた画像形成装置では４，３００枚、バイアス電源切り換えスイッチを備えた画像形成装置では５，５００枚までＦＤは許容上限値を超えなかった。このように、紙粉取りローラ対を設けた場合には、それを設けなかった場合に比べて実に２倍以上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】
【００２９】
【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】スクレーパ付きの紙粉取りローラ対の概説図である。
【図３】紙粉回収機構の他の例を示す概説図である。
【図４】バイアス電源切り換えスイッチ付きの紙粉取りローラ対の概説図である。
【図５】耐刷試験によるＦＤの推移を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    紙粉取りローラ対
３    バイアス電源
４    紙粉
５    切り換えスイッチ（切り換え手段）
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）
２２    スポンジローラ
２３    ブラシローラ
３１，３２    バイアス電源
【図１】
2006027761.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006027761.tif 000006
【図５】
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