JP3631673B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置の紙搬送における紙粉除去に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機等の画像形成装置では給紙カセット等の給紙部にセットされた転写用紙は、給紙ローラ等によって転写紙搬送経路に送り出され、この転写紙搬送経路上に配置された搬送ローラおよびレジストローラ等によって画像形成部に向けて搬送されて画像形成が行われるようになっている。
【０００３】
この場合、転写用紙が搬送ローラやレジストローラ等の各種搬送ローラを通過する際、これらのローラとの摩擦等により紙粉が生じてしまう。
【０００４】
また、前期画像形成部では、転写後感光体ドラムに残っている残留トナーを除去するためのクリーナーが設けられている。このクリーナーは感光体ドラムから除去した残留トナーを回収しこれを再度現像用トナーとして使用できるようになっている。このようなシステムは、トナーリサイクルシステムと呼ばれに複写機等に広く採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような紙粉が付着した転写用紙が画像形成部に送り込まれると、紙紛が感光体ドラムの表面に転移し、感光体ドラムから残留トナーを除去するクリーナーブレードと感光体ドラムの間にかみ込んでしまい、クリーナーブレードが傷つけられて、クリーニング性能が低下する原因となっている。また、紙紛中に含まれる填料が感光体ドラムの表面を汚し、感光体ドラム上の適正な静電潜像形成を妨げ、画像劣化の原因ともなっている。また、前期トナーリサイクルシステムにおいては、感光体ドラムに紙粉が付着すると付着した紙粉が回収トナーとともに現像器に返送され現像装置内にある現像剤に混入してしまう。現像剤に紙粉が混入すると現像剤中におけるトナーとキャリアとの間で行われる正常な摩擦帯電を阻害したり現像ローラ上の現像剤を所定量に規制するための隙間に大型の紙粉を詰まらせたりして、画像に大きな乱れを生じさせてしまう。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、転写部より転写紙搬送経路の上流側で転送用紙に含まれる紙紛を確実に除去することのできる画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者らは、転写用紙及び紙紛の比誘電率に着目し、非常に簡素な構成で効率的に紙紛を除去しうる画像形成装置を完成した。
【０００８】
すなわち、請求項１の発明は給紙部から転写部へ至る転写紙搬送経路上に一対の紙搬送用ローラが配置され、前記一対の紙搬送用ローラのうち被転写面側のローラを比誘電率が４．０以下の材質で構成し、前記被転写面側の紙搬送用ローラに対して反対側の紙搬送用ローラをエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）ゴムで構成したことを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
一般に紙紛の比誘電率は４．０〜１０．０程度である。上記構成によれば、一対の紙搬送用ローラのうち被転写面側のローラは、比誘電率が４．０以下と転写用紙より小さいため、転写用紙が、この紙搬送用ローラを通過する際、紙搬送用ローラと転写用紙に含まれる紙紛とが摩擦することにより紙紛は正極性に、紙搬送用ローラは負極性に帯電する。このため、正極性をもつ紙粉は負の極性を持つ被転写面側のローラに吸引される。したがって、紙粉は転写用紙から解離して紙搬送用ローラに吸着され、転写用紙に付着した紙紛を転写部に至る以前に確実に除去することができる。また、被転写面側の紙搬送用ローラに対して反対側の紙搬送用ローラをエチレンプロピレンゴムで構成したため、充分な用紙搬送力を得ることができる。
【００１０】
ここで、比誘電率とは、ある材質の有する誘電率と真空の誘電率との比をいい、誘電率とは電束密度と電界との比例定数をいう。
【００１１】
また、物質の摩擦帯電については、一般的に低誘電率の物質と高誘電率の物質が接触したとき、高誘電率の物質が正電荷を帯び、低誘電率の物質が負電荷を帯びるというＣｏｅｈｎの法則があり、本発明はこれを利用している。
【００１２】
請求項２の発明は、前記一対のローラのうち被転写面側のローラは材質をポリ塩化ビニルとしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
【００１３】
この構成によれば、ポリ塩化ビニルの比誘電率は３．０〜３．３の範囲にあるため、比誘電率４．０〜１０．０の紙紛の比誘電率に対して十分に大きな差を確保することができ、これにより被転写面側のローラを確実に負極性に紙紛を正極性に摩擦帯電させることができ、転写用紙に付着した紙紛を確実に除去することができる。
【００１４】
請求項３の発明は, 前記一対のローラのうち被転写面側のローラは材質をポリエチレンとしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
【００１５】
この構成によれば、ポリエチレンの比誘電率は２．３であるため、比誘電率４．０〜１０．０の転写用紙および紙紛の比誘電率に対して十分に大きな差を確保することができ、これにより被転写面側のローラをより確実に負極性に紙紛を正極性に摩擦帯電させることができ、転写用紙に付着した紙紛を確実に除去することができる。
【００１６】
請求項４の発明は、前記一対のローラのうち被転写面側のローラは材質をフッ素樹脂としたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
【００１７】
この構成によれば、フッ素樹脂の比誘電率は２．０であるため、比誘電率４．０〜１０．０の転写用紙および紙紛の比誘電率に対して十分に大きな差を確保することができ、これにより被転写面側のローラを更に確実に負極性に紙紛を正極性に摩擦帯電させることができ、転写用紙に付着した紙紛を確実に除去することができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、前期被転写面側の紙搬送用ローラにクリーング手段を設けたことを特徴とする画像形成装置である。この構成により被転写面側のローラーにクリーング手段を設け該ローラに吸着した紙粉を取り除くことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明にかかる画像形成装置を複写機に適用した一実施形態の全体断面図である。この複写機は、装置本体の下部に配置された給紙部１０と、この給紙部１０の上方に配置された用紙搬送部２０と、この用紙搬送部２０の上方に配置された画像形成部３０と、この画像形成部３０よりも排出側に配置された定着部４０と、これらの画像形成部３０および定着部４０の上方に配置された光学系部材などからなる画像読取部５０を備えている。
【００２０】
給紙部１０は、給紙カセット１１に積層載置された転写用紙１５の束を、円弧外周部を有する給紙ローラ１２の回転動作によって給紙カセット１１の出口側に送り出し用紙搬送部２０に給紙するようになっている。
【００２１】
用紙搬送部２０は、給紙部１０から給紙された転写用紙１５を反転ガイド２１を介して搬送ローラ対２２およびレジストローラ対２３によって画像形成部３０に向けて搬送し、さらに画像形成部３０から定着部４０において画像形成がなされた転写用紙１５を排出ローラ対２５によって排出トレイ２４上に排出するようになっている。本実施形態は、前記レジストローラ対２３を紙紛除去機能を備えた紙搬送用ローラとして構成したものである。この点については後述する。
【００２２】
画像形成部３０は、電子写真プロセスによって、転写用紙１５に所定のトナー像を形成するものであり、回転可能に軸支された光導電性を有する感光体ドラム３１と、この感光体ドラム３１の周囲にその回転方向に沿って、帯電器３２、露光器３３、現像器３４、転写器３５、クリーナー３６および除電器３７を備えている。
【００２３】
帯電器３２は、高圧電圧が印加される帯電ワイヤ(図示省略)を備え、この帯電ワイヤからコロナ放電によって、感光体ドラム３１に所定電位を与えるものであり、材質として正帯電単層有機感光体を使用する。露光器３３は、画像読み取り部５０によって読み取られた原稿の画像データに基づき感光帯ドラム３１の表面に静電潜像を形成するものである。現像器３４は、上記静電潜像をトナーにより現像して、感光体ドラム３１の表面にトナー像を形成するものである。転写器３５は、感光体ドラム３１から所定距離だけ離間した転写ローラによって構成されている。クリーナー３６は、転写後の感光体ドラム表面に残留しているトナーを除去するものである。除電器３７は、感光体ドラム３１の表面の残留電荷を除去するものである。
【００２４】
定着部４０は、この画像形成部３０の用紙搬送方向の下流側に配置され、画像形成部３０においてトナー像が転写された転写用紙１５を、加熱ローラ４１およびこの加熱ローラ４１に押し付けられる加圧ローラ４２によって挟んで加熱し、転写用紙１５上にトナー像を定着させるものである。
【００２５】
画像読取部５０は、コンタクトガラス５１上に載置された原稿に、露光ランプ５２から光を照射し原稿の画像情報を読み取るものである。
【００２６】
図２は、紙紛除去機能を備えた紙搬送用ローラとして構成したレジストローラの近傍の拡大説明図である。この図に示すように、一対のレジストローラ２３は、画像形成部３０より転写紙搬送経路の上流側に配置されており本来、転写用紙１５を画像形成部３０の転写位置(転写部)へ送り込むタイミングを図るとともに、転写用紙１５が斜めに送り込まれたとき、転写用紙の先端を揃えてから画像形成部３０に転送する機能を有している。この一対のレジストローラ２３は、転写用紙１５が画像形成部３０で感光体ドラム３１に対向し、トナー像が転写される面(被転写面)側に位置する第１のレジストローラ２３１と、転写用紙１５を挟んで反対側に位置する第２のレジストローラ２３２と第１のレジストローラに付着した紙粉を該ローラから取り除くためのクリーナー２３３とからなる。
【００２７】
第１のレジストローラ２３１は、四弗化エチレン−フロロアルキルビニルエーテル共重合体(ＰＦＡ)の円筒状材料によって構成され、第２のレジストローラ２３２は、転写用紙１５との間で十分に大きな接触摩擦力の得られるエチレンプロピレン(ＥＰＤＭ)ゴムの円筒状材料によって構成されている。
【００２８】
転写用紙１５および紙紛の比誘電率は４．０〜１０．０の範囲にあるが、第１のレジストローラ２３１の材質であるＰＦＡは、比誘電率が２．１であるため、転写用紙１５が第１のレジストローラ２３１を通過する際、転写用紙１５および紙紛との摩擦により第１のレジストローラ２３１は帯電することとなる。この場合、第１のレジストローラ２３１は負極性に帯電し、転写用紙１５および紙粉は正極性に帯電する。これは、前記のＣｏｅｈｎの法則により比誘電率が高い材質と低い材質が摩擦帯電したとき、比誘電率の高い材質は正極性に比誘電率の低い材質は負極性に帯電する性質を利用したものである。
【００２９】
こうして紙粉および第１のレジストローラ２３１が逆極性に帯電すると紙粉は第１のレジストローラー２３１に吸着されることとなる。そして、第１のレジストローラ２３１に吸着された紙粉はクリーナー２３３によって取り除かれる。このクリーナー２３３は、ブラシローラー２３３１、はたき板２３３２及びハウジング２３３３からなる。ブラシロラー２３３１は、ポリエステル繊維を植毛したものであり、第１のレジストローラー２３１と対向回転させながら接触させ、ブラシローラー２３３１に紙粉が付着することとなる。ブラシローラー２３３１に付着した紙粉ははたき板２３３２で落としハウジング２３３３内に溜められ第１のレジストローラー２３１に吸着した紙粉は、取り除かれる。
【００３０】
このため、転写用紙１５に付着した紙紛は画像形成部３０へ運ばれる以前に除去されることとなり紙紛に含まれる填料による感光体ドラム３１表面の汚れを防止することができ、転写用紙１５に転写される画像の画質低下を防ぐことができる。また、紙紛がクリーナー３６へ運ばれるまでに除去されるため紙紛のクリーニングフレードへの吸着による感光体ドラム３１に付着した残留トナーのクリーニング性能の低下を防止することができる。
【００３１】
また、ＰＦＡで構成された第１のレジストローラ２３１と転写用紙１５との間には十分な摩擦が得られない場合があるが、第２のレジストローラ２３２がＥＰＤＭゴムで構成されているためこのレジストローラ２３は全体として十分な用紙搬送力を得ることができ、レジストローラ２３としての機能をも確実に果たすことができる。
【００３２】
なお、第１のレジストローラ２３１の材質は比誘電率が４．０以下のものであれば、紙紛の比誘電率より低くなるため上記作用によって紙紛を除去することができる。したがって、第１のレジストローラ２３１の材質は本実施形態の材質である四弗化エチレン−フロロアルキルビニルエーテル共重合体(ＰＦＡ)に限らず比誘電率が４．０以下の塩化ビニル、ポリエチレン、又はＰＦＡ以外の他のフッ素樹脂等であってもよい。
【００３３】
図３は第１のレジストローラ２３１を種々の材質で構成した場合の紙紛の回収量の計測実験結果を示している。なお、第2のレジストローラ２３２はいずれの場合もエチレンプロピレン(ＥＰＤＭ)ゴムで構成した。回収量の欄の数値はドラムクリーニングの際クリーナー部３６で検出される紙紛であり、この数値が低い程第１のレジストローラ２３１がより多くの紙紛を除去していることを示している。
【００３４】
この図３に示すように第１のレジストローラ２３１の材質をポリアセタール(ＰＡ)としたとき紙紛の回収量は３９．９であり、他の３つの材質よりクリーナー３６で検出される紙紛の量が多く紙紛除去の性能が劣っていることがわかる。これは、ポリアセタール(ＰＡ)の比誘電率が３．９〜７．６であり、紙紛の比誘電率４．０〜１０．０との差が他の３つの場合と比べ少なく摩擦帯電による本発明の紙紛除去機能が発揮されないためと考えられる。
【００３５】
一方、図３の他の３つの材質では、比誘電率がいずれの材質も２．０〜３．３の範囲内にあり、比誘電率が４．０〜１０．０の範囲にある紙紛との比誘電率の差が大きくポリアセタール(ＰＡ)に比べ摩擦により帯電する電荷の量が多く、第１のレジストローラ２３１と転写用紙１５との間での十分大きな電界が形成されこれによって、より多くの紙紛を第１のレジストローラ２３１に吸着させることができる。したがって、比誘電率が２．１であるＰＦＡは、紙紛の回収量が最も多くなっており、次いで比誘電率が２．３のポリエチレンの紙紛の回収量が多く、次いで、比誘電率が３．０〜３．３のポリ塩化ビニルの紙紛の回収量が多くなっている。
【００３６】
また、ＰＦＡ以外の他の弗素樹脂として、四弗化エチレン(ＰＴＦＥ、比誘電率εr＜２．１)、四弗化エチレン−六弗化プロピレン共重合樹脂(ＦＥＰ、εr＝２．１)、四弗化エチレン−エチレン共重合樹脂(ＥＴＦＥ、εr＜２．１)、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体ゴム、三弗化エチレン−エチレン共重合樹脂(Ｅ−ＣＴＦＥ、εr＝２．３)、パーフルオロ系弗素ゴム等の弾性体を用いてもよい。
【００３７】
以上本発明を複写装置に適用した実施形態について説明したが、本発明は複写機に限らず、ファクシミリ装置、プリンタ等、種々の画像形成装置に適用しうる。
【００３８】
また、上記実施形態では第２レジストローラ(被転写面の送り側のローラ)２３２をＥＰＤＭゴムで構成したが、第１レジストローラ(被転写面側のローラ)とともに転写用紙１５に搬送力を与える十分な摩擦力を得られる材質であれば、種々の材料を適用しうる。
【００３９】
また、ブラシローラの材質として上記実施形態ではポリエステルを使用したが、他にナイロン、テトロン、羊毛等の材質を使用してもよい。
【００４０】
また、クリーナー２３３のブラシローラー２３３１の代わりにゴム、フィルム等の弾性体ブレードまたはスポンジを第１のレジストローラー２３１に直接押し当て該ローラーの回転を利用して紙粉を除去してもよい。また、ウエブで第１のローラーに付着した紙粉を除去してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、転写用紙が転写用紙搬送経路上画像形成部(転写部)より転写紙搬送経路の上流側に配置された紙搬送用ローラを比誘電率が転写用紙および紙紛より低い４．０以下の材質で構成したため、転写用紙が通過する際に、摩擦帯電することにより転写用紙および紙紛を正極性に紙搬送用ローラを負極性に帯電して、転写用紙から紙搬送用ローラに向かって形成される電界によって転写用紙に付着した紙紛を紙搬送用ローラに吸着させて確実に除去することができる。これにより紙紛に含まれる填料が感光体に付着することによる転写画像の劣化や、クリーニング性能の劣化を防止することができる。また、被転写面側の紙搬送用ローラに対して反対側の紙搬送用ローラをエチレンプロピレンゴムで構成したため、充分な用紙搬送力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる画像形成装置を複写機に適用した一実施形態の全体断面図である。
【図２】紙紛除去機能を備えた紙搬送用ローラとして構成したレジストローラの近傍の拡大説明図である。
【図３】第１のレジストローラ２３１を種々の材質で構成した場合の紙紛の回収量の計測実験結果である。
【符号の説明】
１０ 給紙部
１１ 給紙カセット
１２ 給紙ローラ
１５ 転写用紙
２０ 用紙搬送部
２１ 反転ガイド
２２ 搬送ローラ対
２３ レジストローラ対
２３１ 第１のレジストローラ
２３２ 第２のレジストローラ
２４ 排出トレイ
２５ 排出ローラ対
３０ 画像形成部
３１ 感光体ドラム
３２ 帯電器
３３ 露光器
３４ 現像器
３５ 転写器
３６ クリーナー
３７ 除電器
４０ 定着部
４１ 加熱ローラ
４２ 加圧ローラ
５０ 画像読取部
５１ コンタクトガラス
５２ 露光ランプ

Claims (5)

1. 給紙部から転写部へ至る転写紙搬送経路上に一対の紙搬送用ローラが配置され、前記一対の紙搬送用ローラのうち被転写面側のローラを比誘電率が４．０以下の材質で構成し、前記被転写面側の紙搬送用ローラに対して反対側の紙搬送用ローラをエチレンプロピレンゴムで構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記一対のローラのうち被転写面側のローラは材質をポリ塩化ビニルとしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記一対のローラのうち被転写面側のローラは材質をポリエチレンとしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記一対のローラのうち被転写面側のローラは材質をフッ素樹脂としたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記被転写面側の紙搬送用ローラにクリーニング手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。

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