JP3278319B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトナー像を支持したシー
ト材を定着ローラ対により定着させる構成の画像形成装
置に関する。詳しくは極性の異なる２種類のトナーを使
用してシート材上に画像を形成し、このシート材上の画
像を静電気的に用紙に転写する画像形成装置の定着品質
の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の画像形成装置としては電
子写真方式のネガプリントモードとポジプリントモード
の２つのモードを切り換えて記録するマイクロフィルム
リーダープリンタがあり、図６はその画像形成部の主要
構成を示した説明図である。

【０００３】１０１は矢印Ａ１０１に示す方向に回転す
る感光ドラムであり、この感光ドラム１０１の外周表面
上を１次帯電器１０２によって均一に帯電した後、画像
パターン光１０３を感光体１０１上に投影露光して、静
電潜像を作る。

【０００４】ポジプリントモードではこの時にポジ像が
投影される。次にポジ現像器１０４で未露光の部分を静
電荷を有する有彩色の微粉体（正極性のトナーＴ１’）
によって現像し可視像を得る。ついでこの可視像をシー
ト材Ｐ’に帯電手段としてのコロナ帯電器１０６によっ
てシート材Ｐ’側に静電的に吸着させて転写する。その
後転写したシート材Ｐ’を分離手段としてのコロナ放電
器１０７によって除電し、シート材Ｐ’を感光体ドラム
１０１から引き剥がし、シート材Ｐ’上のトナーが飛散
しないように搬送ファンモータ１０８によってシート材
Ｐ’を搬送部１０９に吸引保持し、シート材Ｐ’を安定
させながら搬送部１０９のベルトによってシート材Ｐ’
を定着装置１１０に送り込む。

【０００５】一方、ネガプリントモードでは帯電された
感光体ドラム１０１上にネガ像が投影される。次いでネ
ガ現像器１０５で露光された部分をポジプリントモード
とは逆極性の静電荷を有する有彩色の微粉体（正極性の
トナーＴ２）で現像する。

【０００６】定着装置１１０は、加熱ローラ１１１，加
圧ローラ１１２，入口ガイド１１３および加熱ローラを
加熱するヒータ１１４により構成されており、加熱ロー
ラ１１１と加圧ローラ１１２はばね等により互いの軸間
に所定の圧接力を負荷した状態で接触している。

【０００７】この状態でトナーを保持したシート材Ｐ’
が加熱ローラ１１１と加圧ローラ１１２との圧接部（以
下、ニップ部１１５と称する）に挿入されると、トナー
はニップ部１１５を通過する間、圧力と加熱を受け溶融
し、シート材Ｐ’に定着する。そして排出ローラ対１１
６を介して機外に排出される。

【０００８】このように未定着トナー像を定着する装置
としては効率の良さ等から理由から一対の回転体からな
る熱ローラ方式が広く用いられている。

【０００９】しかし、熱ローラ方式における問題の一つ
にオフセット現象が挙げられる。これはトナーの一部が
定着時に接触する加熱ローラに付着して、画像欠陥を生
じる現象である。理由は様々であるが最大のものの一つ
に回転体からトナーに及ぼす静電気力が挙げられる。こ
れは通常の場合回転体にトナーが付着しにくい様にする
ためにフッ素樹脂をコーティングしているがこれが通紙
時に一般には負極性に摩擦帯電するので、正極性のトナ
ー（一般にはポジプリントモード用トナー）の場合トナ
ーを加熱ローラに静電気的に引き寄せてしまい、また、
負極性のトナー（一般にはネガプリント用トナー）の場
合、トナーと加圧ローラが静電気的に反発するため、オ
フセット現象が生じていた。

【００１０】そこで、加熱ローラにトナーと同極性のバ
イアス電圧を印加し、逆に静電気的反発力を利用してオ
フセットを防止することが行われている。図６の過熱ロ
ーラ１１１の外周に対向して設けられているバイアス電
圧印加手段１２０は、この目的のために設けられている
もので、正極性のトナーが転写されている場合にはプラ
スのバイアス電圧を印加してトナーが過熱ローラに静電
気的に引き寄せられることを防止している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では図７のように搬送部１０９のベルト１２５に設
けた複数の丸孔１２５ａを介して不図示のファンモータ
によってシート材Ｐ’をベルト１２５に吸引しており、
このベルト１２５上の吸引力によってシート材Ｐ’は部
分的に下方へ吸い寄せられるためにシート材Ｐは波形の
矢印Ａ１０２に示されるように非搬送方向に波打ちを形
成して搬送されることになる。

【００１２】このような波打ちが形成された状態でシー
ト材Ｐが定着器１０のニップ部１５に進入すると、図８
によって図説されるようにニップ部１５において定着時
に紙シワが発生し易いという問題点を有している。

【００１３】ところが正極性トナーＴ１（ポジトナー）
をプリントする場合、シート材Ｐ’と感光体ドラム１０
１の分離工程で分離手段７によってシート材Ｐ’の裏面
にトナーと同極性の除電が強く行なわれるとシート材Ｐ
の裏面は正極性に帯電してしまうことになる。

【００１４】この状態でシート材Ｐ’がニップ部１５に
突入すると、シート材Ｐ’の裏面が正極であり加圧ロー
ラ１１２の表面が負極であることから両者が異極性にな
りまた、シート材Ｐ’上の正極性トナーＴ１と加熱ロー
ラ１１１の表面が同極性になるので、シート材Ｐ’は図
９に示すように入口ガイド１１３の端部１１３ａとニッ
プ部１１５の間において静電気的に下方へ凸のカールを
形成することになり、搬送ベルト１２５上でシート材
Ｐ’に形成された非搬送方向の波打ちは、この下方に発
生するカール形成によって打ち消され、定着時に生じる
紙シワが防止できるのである。

【００１５】しかし、負極性トナーＴ２（ネガトナー）
をプリントする場合、図１０に示すようにシート材Ｐ’
の裏面と加圧ローラ１１２の表面は共に負極性になるこ
とから入口ガイド１１３の端部１１３ａとニップ部１１
５の間における下方のカールが形成されないので、ネガ
プリントモードの時に、紙シワが発生し易いという問題
点があった。

【００１６】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、搬送手
段により搬送される途中において、非搬送方向に波打ち
したシート材がローラ対よりなる定着装置へ搬送され、
ローラ対のニップ部の圧接により紙シワが発生すること
を防止可能な画像形成装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明にあっては、感光体上の静電潜像を正極性ト
ナーあるいは負極性トナーを選択的に使用して現像する
現像手段と、現像されたトナー像をシート材に転写する
転写手段と、トナー像を転写したシート材の裏面を吸引
して搬送する搬送手段と、この搬送手段の下流側に搬送
経路を挟んで上下に対向するローラ対の圧接部にシート
材を挟持搬送させることでトナー像をシート材に定着さ
せる定着手段と、搬送手段から定着手段のローラ対の圧
接部にシート材を導くためのガイド部材と、を備え、ネ
ガプリントモードとポジプリントモードの２つのモード
を切り換えて記録する画像形成装置において、前記定着
手段より上流側にシート材の裏面と当接してシート材の
帯電を除去する除電手段と、前記ネガプリントモードと
前記ポジプリントモードに応じてこの除電手段をアース
接地状態と絶縁状態とに切り換え可能な接地切換手段と
を設けたことを特徴とする。

【００１８】

【００１９】前記除電手段は前記ガイド部材であるこ
と、あるいは、シート材の裏面に接触する導電性部材で
あることも好ましい。

【００２０】シート材の裏面と、前記シート材の裏面に
当接するローラの表面が同極性に帯電している場合に、
前記除電手段をアース接地状態とすることも可能であ
り、また、負極性のトナーが使用された時に、前記除電
手段をアース接地状態とし、正極性のトナーが使用され
た時に、前記除電手段を絶縁状態とするように前記接地
切換手段を切り換えることも可能である。

【００２１】

【作用】上記のように構成された画像形成装置では、帯
電電位差発生手段によりシート材の裏面と、シート材の
裏面に当接する側のローラの表面に帯電電位差が発生す
るので、シート材の裏面がローラの表面に静電気的に引
き寄せられ、ローラ対の圧接部手前の搬送経路上のシー
ト材が搬送方向にカールする。このカールしたシート材
は非搬送方向の紙シワが消滅するので、ピンと張った状
態でローラ対の圧接部に進入して定着搬送される。

【００２２】除電手段はシート材が定着装置に進入する
前に、シート材に帯電している電荷を除去することで、
シート材の裏面と、シート材の裏面に当接する側のロー
ラの表面に帯電電位差を発生させる。

【００２３】また、この除電手段をアース接地状態と絶
縁状態とに切換え可能な接地切換手段は、シート材の裏
面と、前記シート材の裏面に当接するローラの表面が同
極性に帯電している場合に、除電手段をアース接地状態
とし、あるいは負極性のトナーが使用された時に除電手
段をアース接地状態とし、正極性のトナーが使用された
時に除電手段を絶縁状態とするように切り換わる。

【００２４】

【実施例】

（第１実施例）以下に本発明の第１実施例を図１，図２
に基づいて説明する。図１は、本発明に係る画像形成装
置の主要構成部材の断面説明図であり、図２は、本発明
を適用することが可能なマイクロフィルムリーダープリ
ンタの概略構成図である。

【００２５】図２において５０は情報記録媒体としての
写真フィルムやマイクロフィルムＦの画像情報を読み取
るリーダー部、５１は読み取った画像情報をシート材上
に形成する画像形成部である。リーダー部５０におい
て、３１は投影用のハロゲンランプ、３２は球面ミラー
からなる反射板、３５は反射ミラー、３６は集光レンズ
であり、これらにより照明手段としての照明部ユニット
が構成されている。３７は投影レンズ４１，４２，４
５，４６は反射ミラー、４７は投影スクリーンである。
また４３，４４は互いに９０°をなすように配設された
走査ミラー、１は像記録媒体としての感光体ドラムであ
る。

【００２６】上記走査ミラー４３，４４は矢印Ａ１又は
Ａ２方向に移動可能となっており、通常は投影光路Ｌ１
より矢印Ａ１方向に外れた位置に退避しており、プリン
ト時にＡ２方向に移動して光路Ｌ１内のスタートポジシ
ョンに位置し、その後Ａ１方向に移動して光路Ｌ２によ
りフィルムＦの投影像をスリット板４７のスリット４７
ａを介して感光体ドラム１上に走査露光し、電子写真法
による画像形成が行われる。そして感光体ドラム１に対
する画像の露光終了後、走査ミラー４３，４４は、Ａ１
方向に移動し退避位置に復帰して移動を停止する。

【００２７】次に図１において画像形成部５１の主要構
成を説明する。２２は、シート材Ｐを収納した給紙カセ
ット、１８はピックアップローラ、１９は搬送ローラ、
２０は分離ローラ、２３はＵターン搬送路、２１はレジ
ストローラ対であり、画像を形成されるシート材Ｐは給
紙カセット２２から給紙されて、感光体ドラム１へと搬
送される。

【００２８】感光体ドラム１の周囲には１次帯電器２、
正極性のトナーＴ１を備えたポジ現像器４、負極性のト
ナーＴ２を備えたネガ現像器５、転写帯電器６、分離帯
電器７、クリーナ１７が配設されており、ポジプリント
モード時にはポジ現像器４を使用しネガプリントモード
時にはネガ現像器５を使用するよう両者は、不図示の切
換手段によって感光体ドラム１への接触と感光体ドラム
１からの退避が行われるようになっている。

【００２９】９は搬送手段であり、図７で説明した構成
の複数本の孔あき搬送ベルトを備え、搬送ファンモータ
８によりシート材Ｐを吸引しながら搬送可能としてい
る。

【００３０】１３はガイド部材としての入口ガイド、１
０は加熱ローラ１１と加圧ローラ１２からなるローラ対
を備えたシート材Ｐに転写されたトナーを定着する定着
手段、１４はヒータ、１６は排出ローラ対である。

【００３１】また、２５は入口ガイドに当接するシート
材Ｐの帯電を除去するための除電手段であり、切換手段
としての切換スイッチ２４が不図示のアクチュエータに
よって入口ガイド１３をアース接地状態と絶縁状態とに
選択的に切換えることができる。また、入口ガイド１３
の端部１３ａは加熱ローラ１１と加圧ローラ１２の共通
接線よりも高い位置となるようになっている。

【００３２】次に本発明の実施例における動作をマイナ
スに帯電される感光体ドラム１を用いた画像形成装置に
ついて説明する。

【００３３】この系では一次帯電器２にはマイナスのバ
イアスが印加され、感光体１はマイナスに帯電される。
装置がネガプリントモードに選択されているときは使わ
れるトナーはマイナス帯電する負極性トナーであり、転
写帯電器６にはプラスバイアスが印加され、分離帯電器
７には交流成分に直流成分を重畳したマイナスバイアス
が印加されるので、結局シート材の裏面はマイナスに帯
電した状態で搬送手段９へと移動する。

【００３４】感光体１から分離したシート材Ｐは搬送フ
ァンモータ８の吸引力によって搬送ベルトに吸引搬送さ
れ、入口ガイド１３上を通過する。

【００３５】図３はシート材Ｐが定着手段１０へ進入す
る時の説明図であり、入口ガイド１３は、切換スイッチ
２４によってアース接地状態となっており、除電手段と
して機能する。この場合に、シート材Ｐの裏面のマイナ
ス電荷は、入口ガイド１３との接触によって矢印Ａ３の
ように電荷が流れて除電される。そして、入口ガイド１
３を通過したシート材Ｐが定着器１０のニップ部１５に
突入すると、負極性トナーＴ２と、加熱ローラ１１の表
面電位が同極性になって静電気的に反発するとともに、
シート材Ｐの裏面と加圧ローラ１２による静電気的な反
発が無くなることによってシート材Ｐは、入口ガイド１
３の端部１３ａとニップ部１５の間において静電気的に
下方のカールＣ１を形成することになり、例え搬送手段
９により非搬送方向の波打ちが発生しても、カールＣ１
によりシート材Ｐがピンと張った状態でローラ対の圧接
部に進入して定着搬送されるので、定着時に生じる紙シ
ワが防止できる。

【００３６】一方、装置がポジプリントモードに選択さ
れているときは、使われるトナーはプラスに帯電する正
極性トナーＴ１であり、転写紙帯電器６にはマイナスバ
イアスが印加され、分離帯電器の除電によってシート材
Ｐの裏面はプラスに帯電している。

【００３７】そして、このシート材Ｐが入口ガイド１３
上を通過するとき、入口ガイド１３は切換スイッチによ
って絶縁状態となっており、シート材Ｐの裏面は、除電
されること無くプラスに帯電したまま、ニップ部１５に
突入し、シート材Ｐの裏面と加圧ローラ１２の引き寄せ
とシート材Ｐ上の正極性のトナーＴ１とプラス帯電され
た加熱ローラ１１のプラス帯電の反発によって図４のよ
うにシート材Ｐは入口ガイド１３の端部１３ａと圧接部
としてのニップ部１５の間において静電気的に下方のカ
ールＣ２を形成することになり、定着時に生じる紙シワ
が防止できる。

【００３８】ここで、図４における１１ａは加熱ローラ
１１の表面をプラスに帯電させるための帯電器であり、
使用されるトナーの種類により加熱ローラ１１を正負に
所望の帯電強度に帯電させるものである。

【００３９】このようにネガプリントモードで負極性の
トナーＴ１を使用している時は、シート材Ｐの裏面の電
荷を除電し、ポジプリントモードで正極性のトナーＴ２
を使用している時は、シート材Ｐの裏面の電荷を保持す
るように切換スイッチ２４を切り換えることにより、両
方のモードにおいて定着時の紙シワを防止できる。

【００４０】上記した接地切換手段としての切換スイッ
チ２４は、装置本体の画像形成プロセスをコントロール
するＣＰＵに制御され、使用されるトナーまたはポジ、
ネガの画像形成プロセスモードに対応させて自動的に切
換可能とすることも本発明の応用例として可能であるこ
とはもちろんである。

【００４１】（第２実施例）図５は本発明の第２実施例
で、前記第１の実施例と同一の構成部分には同一符号を
付してその説明を省略し、異なる構成部分のみ説明す
る。

【００４２】前記実施例では、入口ガイド１３に除電手
段２５を接続することによってシート材Ｐの裏面の除電
を行なうようにしたが、シート材Ｐと入口ガイド１３の
接触面積が小さいような場合、シート材裏面の除電が不
十分になる可能性がある。

【００４３】そこで本実施例では、シート材Ｐの搬送路
に導電性部材としてのブラシ，針，拍車等を備えた除電
手段２６を配設しシート材Ｐの裏面の除電を確実に行な
うようにしたものである。

【００４４】図５において除電手段２６は導電性の繊維
群から成る除電ブラシ２６ａを搬送部９と入口ガイド１
３の間に配設されるとともに、通過するシート材Ｐの全
域に繊維群が接触するように、複数の繊維群が加熱ロー
ラ１１の軸方向に沿って配設されている。

【００４５】このような構成によってシート材裏面の除
電が確実に行なうことができる。

【００４６】なお、本発明は、前記除電手段および入口
ガイド１３を同時にアース接地状態と絶縁状態とに切換
可能な接地切換手段を設けることによって、より確実な
除電ができるようすることも可能である。

【００４７】また、帯電電位差発生手段としては、前述
の除電手段２５，２６によるものがコスト的にも安価に
備えることが可能であるが、要するに、定着手段１０の
入口手前でシート材Ｐが搬送方向にカールすれば良いの
で、逆に、加圧ローラ１２に図４の加熱ローラ１１に備
えた帯電手段１１ａと同様のものを備えることや、定着
手段１０と入口ガイド１３との間の搬送経路上にシート
材Ｐの裏面に電荷を付加する帯電手段を備えることで
も、シート材Ｐの裏面とこの裏面と当接するローラとの
電位差を発生させることになり、静電気的な引き寄せま
たは反発作用を発生させることができるので、本発明の
目的を達成することが可能である。

【００４８】

【発明の効果】本発明は以上の構成及び作用を有するも
ので、除電手段と接地切換手段という簡単な構成により
シート材が定着装置に進入する前に、シート材に帯電し
ている電荷を除去し、シート材の裏面と、シート材の裏
面に当接する側のローラの表面に相対的な帯電電位差を
発生させることでシート材に搬送方向のカールが発生し
て定着時に生じる紙シワを防止することができる。特
に、ネガプリントモードとポジプリントモードの２つの
モードを切り換えて記録する画像形成装置において、効
果は顕著である。

【００４９】

【００５０】ガイド部材を除電手段のシート材との当接
部材とすることで、新たな機械的な部品を設ける必要が
なく、部品の多機能化によるコスト低減が得られる。ま
た、除電手段専用の導電性部材を使用することにより、
電荷除去の効率が高まり、完全なカールを発生させるこ
とができる。

【００５１】接地切換手段の切換は、シート材の裏面と
このシート材の裏面側に当接するローラの表面が同極性
に帯電している場合には除電手段をアース接地状態と
し、または、負極性のトナーが使用された時に除電手段
をアース接地状態とし、正極性のトナーが使用された時
に、除電手段を絶縁状態とするように切り換えることで
シート材の裏面とこのシート材の裏面に当接する部材と
の間に帯電電位差を発生させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１実施例の画像形成装置の画
像形成部の説明図。

【図２】図２は本発明の第１実施例の画像形成装置の読
み取り部の説明図。

【図３】図３は負極性のトナーを使用した場合のシート
材の定着動作の説明図。

【図４】図４は正極性のトナーを使用した場合のシート
材の定着動作の説明図。

【図５】図５は本発明の第２実施例の図

【図６】図６は従来の画像形成装置の画像形成部の説明
図。

【図７】図７は搬送手段の斜視図。

【図８】図８は定着動作による紙シワの発生を示す説明
図である。

【図９】図９は従来の画像形成装置において、正極性の
トナーを使用した場合のシート材の定着動作の説明図。

【図１０】図１０は従来の画像形成装置において、負極
性のトナーを使用した場合のシート材の定着動作の説明
図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ １次帯電器 ４ ポジ現像器 ５ ネガ現像器 ６ 転写帯電器 ７ 分離帯電器 ８ 搬送ファンモータ ９ 搬送手段 １０ 定着手段 １１ 加熱ローラ １２ 加圧ローラ １３ 入口ガイド（ガイド部材） １４ ヒータ １５ ニップ部（圧接部） １６ 排出ローラ対 １７ クリーナ １８ ピックアップローラ １９ 搬送ローラ ２０ 分離ローラ ２１ レジストローラ対 ２２ 給紙カセット ２３ Ｕターン搬送路 ２４ 切換スイッチ ２５，２６ 除電手段 ２６ａ 除電ブラシ ５０ リーダー部 ５１ 画像形成部 Ｃ１，Ｃ２ カール Ｐ シート材 Ｔ１ 正極性のトナー Ｔ２ 負極性のトナー

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体上の静電潜像を正極性トナーある
   いは負極性トナーを選択的に使用して現像する現像手段
   と、 現像されたトナー像をシート材に転写する転写手段と、 トナー像を転写したシート材の裏面を吸引して搬送する
   搬送手段と、 この搬送手段の下流側に搬送経路を挟んで上下に対向す
   るローラ対の圧接部にシート材を挟持搬送させることで
   トナー像をシート材に定着させる定着手段と、 搬送手段から定着手段のローラ対の圧接部にシート材を
   導くためのガイド部材と、を備え、 ネガプリントモードとポジプリントモードの２つのモー
   ドを切り換えて記録する 画像形成装置において、 前記定着手段より上流側にシート材の裏面と当接してシ
   ート材の帯電を除去する除電手段と、前記ネガプリント
   モードと前記ポジプリントモードに応じてこの除電手段
   をアース接地状態と絶縁状態とに切り換え可能な接地切
   換手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記除電手段は前記ガイド部材であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記除電手段はシート材の裏面に接触す
   る導電性部材であることを特徴とする請求項１に記載の
   画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記除電手段として、ガイド部材と、シ
   ート材の裏面に接触する導電性部材の両方を備えている
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 シート材の裏面と、前記シート材の裏面
   に当接するローラの表面が同極性に帯電している場合
   に、前記接地手段をアース接地状態とすることを特徴と
   する請求項１，２，３または４に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 負極性のトナーが使用された時に、除電
   手段をアース接地状態とし、正極性のトナーが使用され
   た時に、前記除電手段を絶縁状態とするように前記接地
   切換手段を切り換えることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記定着手段のローラは、フッ素樹脂が
   コーティングされていることを特徴とする請求項１乃至
   ６のいずれか１項に記載の画像形成装置。