(57)【要約】【課題】現像剤のオフセットが発生することを抑制する画像形成装置を提供する。【解決手段】  加熱ローラ８１を、金属製の芯金ローラ８１Ａ、弾性層８１Ｂ、及び電気抵抗層８１Ｃからなる構造とするとともに、電気抵抗層８１Ｃの表面抵抗率を１０7[Ω]以上、１０14[Ω]以下とする。【選択図】  図２
2008058630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正帯電した現像剤にて形成された現像剤像を記録シートに転写することにより、記録シートに画像を形成する画像形成装置であって、
記録シートに転写された現像剤像を加熱するとともに、金属製の芯金ローラ、前記芯金ローラの円周表面に設けられた弾性変形可能な弾性層、及び前記弾性層の表層に設けられた電気抵抗層を有して構成され、前記電気抵抗層の表面抵抗率が、１０7[Ω]以上、１０14[Ω]以下である加熱ローラと、
記録シートを前記加熱ローラに押圧する加圧ローラとを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記弾性層の表面抵抗率は、前記電気抵抗層の表面抵抗率より大きい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】
前記弾性層の表面抵抗率は、１０16[Ω]以上であることを特徴とする請求項１又は２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】
電子写真方式の画像形成装置では、感光ドラムに形成された現像剤像を用紙等の記録シートに転写した後、その転写された現像剤像を加熱ローラで加熱して現像剤像を記録シートに定着（溶着）して記録シートに画像を形成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の発明では、加熱ローラにて定着される前の現像剤像は、記録シートに帯電した電荷と正帯電した現像剤との間で発生する静電吸引力により、用紙に対する現像剤像の担持力を確保しているので、現像剤像が加熱される前に用紙の電荷が急激に逃げてしまうと、未定着現像剤像が乱れてしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載の発明では、加熱ローラ等の表面抵抗率を１０7[Ω]以上、１０14[Ω]以下とすることより、単位時間当たりに用紙から電荷が逃げる量を適切に保ち未定着現像剤像が乱れてしまうことを防止している。
【特許文献１】特開平６−１４９１０８号公報（段落０００２〜０００５、段落００２３等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、加熱ローラの表面は、その回転とともに負の静電荷を帯びていく場合がある。このとき、現像剤像が正帯電していると、十分に加熱されず用紙に溶着できなかった現像剤が、現像剤と加熱ローラとの間に発生する静電吸引力により加熱ローラに吸着されてしまうことがある。このように現像剤が加熱ローラに吸着されると、その加熱ローラに吸着された現像剤が、加熱ローラが１回転する間に加熱されて溶融し、再び、用紙に接触したときに用紙に付着してしまうといった問題が発生し易い。
【０００６】
また、加熱ローラと用紙の接触面積が十分無いと、用紙表面に形成された現像剤像に加熱ローラからの熱が十分に伝達されない場合がある。このように用紙表面に形成された現像剤像に熱が十分に伝達されないと、その現像剤像を形成する現像剤が溶融しずらくなり、その結果、現像剤像が用紙に定着されないで、加熱ローラに吸着されてしまうことがある。
【０００７】
このように現像剤が加熱ローラに吸着されると、その加熱ローラに吸着された現像剤が、加熱ローラが１回転する間に加熱されて溶融し、再び、用紙に接触したときに用紙に付着してしまうといった問題が発生し易い。
【０００８】
以下、加熱ローラ表面から現像剤へ作用する静電気力、および加熱ローラからの用紙への熱伝達が不十分であることが原因で、加熱ローラに吸着された現像剤が再び用紙に付着してしまう問題を、オフセットという。
【０００９】
特許文献１に記載の技術では、特に、オフセットに対応した工夫がなされていない。
本発明は、上記点に鑑み、現像剤のオフセットが発生することを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、正帯電した現像剤にて形成された現像剤像を記録シートに転写することにより、記録シートに画像を形成する画像形成装置であって、記録シートに転写された現像剤像を加熱するとともに、金属製の芯金ローラ（８１Ａ）、芯金ローラ（８１Ａ）の円周表面に設けられた弾性変形可能な弾性層（８１Ｂ）、及び弾性層（８１Ｂ）の表層に設けられた電気抵抗層（８１Ｃ）を有して構成され、電気抵抗層（８１Ｃ）の表面抵抗率が、１０7[Ω]以上、１０14[Ω]以下である加熱ローラ（８１）と、記録シートを加熱ローラ（８１）に押圧する加圧ローラ（８２）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
そして、請求項１に記載の発明では、電気抵抗層（８１Ｃ）の表面抵抗率が、１０7[Ω]以上、１０14[Ω]以下なので、電気抵抗層（８１Ｃ）から電荷が適度に逃げる。
また、芯金ローラ（８１Ａ）の円周表面に弾性変形可能な弾性層（８１Ｂ）が設けられているので、記録シートが加圧ローラ（８２）により加熱ローラ（８１）に押圧された際に弾性層（８１Ｂ）が潰れるように変形して記録シートと加熱ローラ（８１）との接触面積が増大するとともに、記録シートと加熱ローラ（８１）との間に発生する微小な空隙が潰れて消滅し、記録シートと加熱ローラ（８１）との密着度が高まる。
【００１２】
このため、加熱ローラ（８１）と記録シートとの間の熱伝達率が大きくなるので、加熱ローラ（８１）から記録シートに効率よく熱を伝えることができ、記録シートに転写された現像剤像を効果的に加熱することができる。
【００１３】
つまり、請求項１に記載の発明では、上述のように、表面抵抗率が１０7[Ω]以上、１０14[Ω]以下の電気抵抗層（８１Ｃ）が備えられた構成において、かつ、芯金ローラ（８１Ａ）の円周表面に弾性変形可能な弾性層（８１Ｂ）が設けられているので現像剤のオフセット発生を効果的に抑制することができる。
また、弾性層（８１Ｂ）の表面抵抗率は、請求項２に記載の発明のごとく、電気抵抗層（８１Ｃ）の表面抵抗率より大きくすることが望ましく、具体的には、請求項３に記載の発明のごとく、１０16[Ω]以上とすることが望ましい。
【００１４】
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本実施形態は本発明に係る電子写真方式の画像形成装置を、コンピュータに接続されて使用される、いわゆるレーザプリンタに適用したものであり、以下に本実施形態を図面と共に説明する。
【００１６】
１．レーザプリンタの外観構成
図１はレーザプリンタ１の要部を示す側断面図であり、このレーザプリンタ１は、紙面上側を重力方向上方側として設置され、通常、紙面右側を前側として使用される。
【００１７】
そして、レーザプリンタ１の筐体３は略箱状（立方体状）に形成されており、この筐体３の上面側には、印刷を終えて筐体３から排出される用紙やＯＨＰシート等（以下、単に用紙という。）が載置される排紙トレイ５が設けられている。
【００１８】
なお、本実施形態では、筐体３の内側には、金属又は樹脂等からなるフレーム部材（図示せず。）が設けられており、後述する定着ユニット８０等は、筐体３の内側に設けられたフレーム部材に着脱可能に組み付けられている。
【００１９】
２．レーザプリンタの内部構成の概略
画像形成部１０は用紙に画像を形成する画像形成手段であり、フィーダ部２０は、画像形成部１０に用紙を供給する搬送手段の一部を構成するものである。なお、画像形成部１０にて画像形成が終了した用紙は、中間搬送ローラ９０及び排出シュート（図示せず。）にてその搬送方向が上方側に略１８０°転向された後、排出ローラ９１により排出部７から排紙トレイ５に排出される。
【００２０】
２．１．フィーダ部
フィーダ部２０は、筐体３の最下部に収納された給紙トレイ２１、給紙トレイ２１の前端部上方に設けられて給紙トレイ２１に載置された用紙を画像形成部１０に給紙（搬送）する給紙ローラ２２、及び用紙に所定の搬送抵抗を与えることにより給紙ローラ２２により給紙される用紙を１枚毎に分離する分離パッド２３等を有して構成されている。そして、給紙トレイ２１に載置されている用紙は、筐体３内の前方側にてＵターンするようにして、筐体３内の略中央部に配設された画像形成部１０に搬送される。
【００２１】
２．２．搬送機構
搬送機構３０は、画像形成部１０の作動と連動して回転する駆動ローラ３１、駆動ローラ３１と離隔した位置に回転可能に配設された従動ローラ３２、及び駆動ローラ３１及び従動ローラ３２間に巻き付けられた搬送ベルト３３等から構成されている。なお、ベルトクリーナ３４は、搬送ベルト３３の表面に付着した現像剤を除去するクリーニング手段である。
【００２２】
２．３．画像形成部
画像形成部１０は、スキャナ部６０、現像カートリッジ７０及び定着器ユニット８０等を有して構成されており、本実施形態に係る画像形成部１０はカラー印刷が可能な、いわゆるダイレクトタンデム方式のものである。
【００２３】
そして、本実施形態では、用紙の搬送方向上流側からブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色の現像剤（トナー）に対応した４つの現像カートリッジ７０Ｋ、７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃが、用紙の搬送方向に沿って直列に並んで配設されている。
【００２４】
なお、４つの現像カートリッジ７０Ｋ、７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃは現像剤の色が異なるのみで、その他は同一である。そこで、４つの現像カートリッジ７０Ｋ、７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃを総称して現像カートリッジ７０と記す。
【００２５】
２．３．１．スキャナ部
スキャナ部６０は、筐体３内の上部に設けられ、４つの感光ドラム７１の表面に静電潜像を形成するものであり、具体的には、レーザ光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ及び反射鏡等から構成されている。
【００２６】
そして、画像データに基づいてレーザ光源から発光されるレーザビームは、ポリゴンミラーで偏向されて、ｆθレンズを通過した後、反射鏡によって光路が折り返された後、反射鏡によってさらに光路が下方に屈曲されることにより、感光ドラム７１の表面上に照射され、静電潜像が形成される。
【００２７】
２．３．２．現像カートリッジ
以下、現像カートリッジ７０Ｃを例にその構造を説明する。現像カートリッジ７０は、スキャナ部６０の下方側において、レーザプリンタ１の本体から引きだし可能なプロセスケーシングに着脱可能に配設されている。
【００２８】
現像カートリッジ７０は、現像剤収容部７４などを備えている。そして、現像剤収容部７４は、現像剤が収容された現像剤収容室７４Ａ、現像剤を感光ドラム７１に供給する現像剤供給ローラ７４Ｂ及び現像ローラ７４Ｃ等を有して構成されている。
【００２９】
なお、現像剤収容室７４Ａに収容されている現像剤は、現像剤供給ローラ７４Ｂの回転によって現像ローラ７４Ｃ側に供給され、さらに、現像ローラ７４Ｃ側に供給された現像剤は、現像ローラ７４Ｃの表面に担持されるとともに、層厚規制ブレード７４Ｄにより担持された現像剤の厚みが所定の厚みにて一定（均一）となるよう調整された後、スキャナ部６０にて露光された感光ドラム７１の表面に供給される。
【００３０】
また、本実施形態では、現像剤として、１２５℃におけるメルトフローレイトが１ｋｇ／ｍｉｎ以上、１０ｋｇ／ｍｉｎ以下の非磁性タイプの現像剤であって、多層構造（本実施形態では、二層構造）となっているカプセル型のトナーを用いている。因みに、本実施形態に係るカプセル型のトナーは、外側の表層が内側よりも堅い材料にて構成されたものである。
【００３１】
２．３．３．感光ドラム
そして、感光ドラム７１は、用紙に転写される画像を担持する画像担持手段をなすもので、最表層がポリカーボネート等からなる正帯電性の感光層により形成される円筒状のものである。
【００３２】
２．３．４．帯電器
帯電器７２は、感光ドラム７１の表面を帯電させる帯電手段をなすもので、感光ドラム７１の後側斜め上方において、感光ドラム７１と接触しないように所定間隔を有して感光ドラム７１と対向配設されている。
【００３３】
なお、本実施形態に係る帯電器７２は、タングステン等からなる帯電用ワイヤからコロナ放電を行うことにより感光ドラム７１の表面に略均一に正電荷を帯電させるスコロトロン型帯電器を採用している。
【００３４】
２．３．５．転写ローラ
転写ローラ７３は、感光ドラム７１と搬送ベルト１０３を挟んで対向して配設されて搬送ベルト３３の回転と連動して回転し、用紙が感光ドラム７１近傍を通過する際に、感光ドラム７１に帯電した電荷と反対の電圧を印刷面と反対側から用紙に作用させることにより、感光ドラム７１の表面に付着した現像剤を用紙の印刷面に転写させる転写手段をなすものである。
【００３５】
２．３．５．定着ユニット
図２は加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２の構造を示す断面図である。そして、定着ユニット８０は、図１に示すように、用紙の搬送方向において感光ドラム７１より後流側に配設され、用紙に転写された現像剤を加熱溶融させて定着させるものであり、この定着ユニット８０は、前記したフレーム部材に着脱可能に組み付けられている。
【００３６】
具体的には、定着ユニット８０は、用紙の印刷面側に配設されて現像剤を加熱しながら用紙に搬送力を付与する加熱ローラ８１、及び用紙を挟んで加熱ローラ８１と反対側に配設されて用紙を加熱ローラ８１側に押圧する加圧ローラ８２等を有して構成されている。
【００３７】
なお、加熱ローラ８１は、現像ローラ７４Ｃや搬送ベルト３３等と同期して回転駆動され、一方、加圧ローラ８２は、加熱ローラ８１に接触する用紙を介して加熱ローラ８１から回転力を受けて従動回転する。
【００３８】
また、加熱ローラ８１は、図２に示すように、アルミニウム等の金属からなる円筒状の芯金ローラ８１Ａ、芯金ローラ８１Ａの円周表面に設けられたシリコンゴム等の弾性変形可能な弾性材からなる弾性層８１Ｂ、弾性層８１Ｂの表層に設けられた電気抵抗層８１Ｃ、及び芯金ローラ８１Ａ内に配設されたハロゲンヒータ８１Ｄ等から構成されている。
【００３９】
また、加圧ローラ８２は、アルミニウム等の金属からなる回転軸８２Ａ、及び回転軸８２Ａの円周表面に設けられたシリコンゴム等の弾性変形可能な弾性材からなる弾性層８２Ｂ等から構成されている。
【００４０】
そして、本実施形態では、電気抵抗層８１Ｃは、その表面抵抗率が、１０8[Ω]以上、１０14[Ω]以下となるような材質（本実施形態では、ＰＦＡ）にて形成されている。つまり、電気抵抗層８１Ｃは、一般的な導電体よりはその表面抵抗率が大きいが、絶縁体よりは、導電性を有している。また、弾性層８１Ｂの厚み寸法が、加熱ローラ８１の直径Ｄ（電気抵抗層８１Ｃを含む最外形寸法）の０．８％以上、４％以下に設定されている。
【００４１】
３．本実施形態に係るレーザプリンタの特徴
図３は、芯金ローラ８１Ａの円周表面に弾性層８１Ｂが設けられている場合と設けられていない場合とのそれぞれにおいて、オフセットが発生するか否かを試験した試験結果である。図３において、×はオフセットが発生したことを示し、○はオフセットが発生しなかったことを示す。
【００４２】
なお、この試験条件は、以下の通りである。すなわち、電気抵抗層８１Ｃの表面抵抗率を１０10[Ω]とし、加熱ローラ８１の表面温度を平均２１３℃に設定し、試験室内の室温を約２４℃に保持し、試験室内の湿度を５０％に保持した状態で、２色の現像剤を重ね合わせたパターン（２次色）を用紙に形成した上で、評価者がオフセットの発生したか否かを目視で判断した。
【００４３】
そして、図３に示されるように、芯金ローラ８１Ａの円周表面に弾性層８１Ｂが設けられている場合はオフセットが発生しなかった。一方、芯金ローラ８１Ａの円周表面に弾性層８１Ｂが設けられてない場合はオフセットが発生した。
【００４４】
これは、電気抵抗層８１Ｃから電荷が適度に逃げ、かつ、弾性層８１Ｂが設けられていることにより、加熱ローラ８１と記録シートに効率よく熱を伝えることができ、オフセットの発生を抑制しているためである。
【００４５】
すなわち、電気抵抗層８１Ｃの表面抵抗率が、１０7[Ω]以上、１０14[Ω]以下であるので、電気抵抗層８１Ｃから電荷が適度に逃げやすい。
そして、このような構成において、芯金ローラ８１Ａの円周表面に弾性変形可能な弾性層８１Ｂが設けられているので、用紙が加圧ローラ８２により加熱ローラ８１に押圧された際に弾性層８１Ｂが潰れるように変形して記録シートと加熱ローラ８１との接触面積が増大するとともに、記録シートと加熱ローラ８１との間に発生する微小な空隙が潰れて消滅し、記録シートと加熱ローラ８１との密着度が高まる。
【００４６】
このため、加熱ローラ８１と記録シートとの間の熱伝達率が大きくなるので、加熱ローラ８１から記録シートに効率よく熱を伝えることができ、記録シートに転写された現像剤像を効果的に加熱することができる。効果的に加熱することにより、オフセットの発生は抑制される。
【００４７】
そして、この際の加圧ローラ８２による軸方向に対する線圧は、２ｋｇｆ／ｍｍ以上、５ｋｇｆ／ｍｍ以下となるように設定されていることが望ましい。つまり、加圧ローラ８２による面圧が８６[ｋＰａ]（０．８８ｋｇｆ／ｃｍ2）以上、２１５[ｋＰａ]（２．２ｋｇｆ／ｃｍ2）以下となるように設定されているが望ましい。
【００４８】
なお、加圧ローラ８２による軸方向に対する線圧とは、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との接触部に作用する総荷重を加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との接触幅（ニップ幅）で除した値であり、上記の面圧値は、接触幅（ニップ幅）Ｗを４ｍｍとし、軸方向の長さＬを２２８ｍｍとして、加圧ローラ８２による軸方向に対する線圧を加圧ローラ８２による面圧に換算した値であり、表面抵抗率が１０16[Ω]である弾性層８１Ｂを用いた場合の値である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】レーザプリンタ１の要部を示す側断面図である。
【図２】加熱ローラ８１及び加圧ローラ８２の構造を示す断面図である。
【図３】現像剤オフセットと弾性層８１Ｂとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…レーザプリンタ、３…筐体、５…排紙トレイ、７…排出部、１０…画像形成部、
２０…フィーダ部、２１…給紙トレイ、２２…給紙ローラ、３０…搬送機構、
３１…駆動ローラ、３２…従動ローラ、３３…転写ベルト、３３…搬送ベルト、
３４…ベルトクリーナ、６０…スキャナユニット、７０…現像カートリッジ、
７１…感光ドラム、７２…帯電器、７３…転写ローラ、７４…現像剤収容部、
７４Ａ…現像剤収容室、７４Ｂ…現像剤供給ローラ、７４Ｃ…現像ローラ、
７４Ｄ…層厚規制ブレード、８０…定着ユニット、８１…加熱ローラ、
８１Ａ…芯金ローラ、８１Ｂ…弾性層、８１Ｃ…電気抵抗層、８２…加圧ローラ。
【図１】
2008058630.tif 000003
【図２】
2008058630.tif 000004
【図３】
2008058630.tif 000005