JPH0728289A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】定着装置の直後に配設された搬送・排出ローラ
にトナーが付着するのを防止する。 【構成】搬送・排出ローラ１１を、定着装置７より送ら
れてきた用紙が到着した際に当該用紙上のトナー温度が
ガラス転移点よりも低くなるような位置に設置した構成
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機やレー
ザプリンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に画像形成装置の従来構成を示す。
図において、２は感光体，３は帯電装置，４は光学系，
５は現像装置，６は転写装置，７は定着装置（加熱ロー
ラ８，加圧ローラ９）である。また、１１は搬送・排出
ローラで、対となる送りローラ１２と共に定着装置７の
直後に配設されている。搬送・排出ローラ１１は、その
周面が用紙Ｐのトナーが定着された面（トナー定着面）
と接触しつつ送りローラ１２と協働して当該用紙Ｐを送
り付勢可能に設けられており、装置全体の小型化を図る
ために定着装置７に接近配置される。

【０００３】上記構成の画像形成装置を用いて印字する
場合には、感光体２の周面が帯電装置３によって均一に
帯電される。そして帯電された感光体２の周面に、光学
系４からレーザビームが画像情報に基づいて照射され静
電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置５によ
って現像されてトナー像とされた後、転写装置６によっ
て用紙Ｐ上に転写される。

【０００４】そして、用紙Ｐ上に転写されたトナー像
は、定着装置７の加熱ローラ８と加圧ローラ９とによっ
て挟持搬送される際に、当該加熱ローラ８の熱と加圧ロ
ーラ９の押圧力とにより用紙Ｐ上に定着される。

【０００５】より具体的には、用紙Ｐ上のトナーＴは、
図６（ｉ）〜（ｉｖ）に示す如く、加熱ローラ８からの
熱エネルギーを受けて溶融され、用紙Ｐ上を広がって当
該用紙Ｐ表面内に浸透する。そして、用紙Ｐは、トナー
が溶融された状態で搬送・排出ローラ１１および送りロ
ーラ１２によって挟持搬送されて搬送路１５内を上方へ
送られ、排出ローラ１６によって排紙トレイ１９へ排出
される。

【０００６】ここにおいて、用紙のトナー定着性を向上
させるには、トナーと用紙との接触面積を広くし、かつ
溶融トナーの用紙表面内への浸透度を大きくすればよい
ことが知られている。溶融トナーが用紙上で広がるか否
かは、液体（溶融トナー）と固体（用紙）との相対的な
表面張力に依存し、溶融トナーの表面張力が用紙の臨界
表面張力よりも小さいことが必要である。また、搬送・
排出ローラ１１の臨界表面張力が、溶融トナーの表面張
力よりも小さいことが必要である。

【０００７】すなわち、搬送・排出ローラ１１，トナー
および用紙Ｐの各表面張力（臨界表面エネルギー）の関
係が、（搬送・排出ローラ１１）＜（トナー）＜（用紙
Ｐ）となることが必要である。そのため、従来は、用紙
Ｐの臨界表面エネルギーは３５〜４５ｄｙｎ／ｃｍとさ
れるとともに、トナーは２５〜３５ｄｙｎ／ｃｍとさ
れ、搬送・排出ローラ１１の臨界表面エネルギーは２５
ｄｙｎ／ｃｍ未満となるように形成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、地球環境や森林
資源の保護および都市ゴミ問題に端を発し、官庁関係や
大手企業を中心に再生紙が積極的に利用されるようにな
ってきているが、かかる再生紙を上記画像形成装置で使
用して印字した場合、何百枚か通紙しただけで搬送・排
出ローラ１１の周面に多量のトナーが付着する事態が生
じることがある。

【０００９】特に、ある代表的な製紙メーカーの再生紙
を使用した場合、図５中に斜線で示す如く、数百枚通紙
しただけで搬送・排出ローラ１１の周面のうち再生紙
（Ｐ）の溶融トナーが定着された面と接触する部分に厚
さ（ｔ）が数ミリにも達するトナー付着層ＴＲが形成さ
れてしまい、排出用紙の画像が極度にトナー汚れすると
ともに搬送不良が惹起されることがある。

【００１０】これは、何らかの理由により、上記再生紙
では臨界表面エネルギーが従来用紙に比べて大幅に低下
したために、前記した臨界表面エネルギーの不等式の関
係［（搬送・排出ローラ１１）＜（トナー）＜（用紙
Ｐ）］が成立しなくなった（あるいは成立しても従来ほ
ど大小に差異がなくなった）ためと考えられる。

【００１１】そこで、搬送・排出ローラ１１をフッ素樹
脂等の低表面エネルギー材料で形成して、その臨界表面
エネルギーを最少とすることにより、上記不等式の不成
立をカバーして当該ローラ１１へのトナー付着を防止す
ることが提案されている（特開平４−２７４４７４号）
が、コスト高となってしまい実用的ではない。

【００１２】一方、再生紙の臨界表面エネルギー自体を
増大させることは、他の特性（平滑度等）との相互影響
をも考慮しなければならず、専門的な技術知識や設備等
を必要とすることから製紙メーカーの開発努力を待たな
ければならない問題である。

【００１３】したがって、プリンタメーカーとしては、
コスト高とならずに定着性の悪い用紙にも対応できるよ
うな装置を開発しなければならないのが現状である。

【００１４】本発明の目的は、上記事情に鑑み、コスト
高とすることなく定着装置の直後に配設された搬送・排
出ローラにトナーが付着するのを効果的に阻止して画像
上へのトナー汚れや搬送不良を未然に防止することがで
きる画像形成装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、搬送・排出ロ
ーラがその周面を溶融トナーと接触しつつ用紙を送り付
勢していることから、搬送・排出ローラ，トナーおよび
用紙の臨界表面エネルギーの関係が、（搬送・排出ロー
ラ）＜（トナー）＜（用紙）となることが要求される
が、トナーが固化された状態では上記不等式が成立して
いなくても搬送・排出ローラにトナーが付着しにくい
（このことは定着性の悪い再生紙を印字した場合でも搬
送・排出ローラより下流側の排出ローラにはトナー付着
がほとんど見られないことからも裏付けられる）との分
析に立ち、搬送・排出ローラを用紙が到達した際に当該
用紙上のトナーが固化されているような位置に配設して
前記目的を達成するものである。

【００１６】すなわち、本発明に係る画像形成装置は、
定着装置の直後に配設されかつその周面が用紙のトナー
定着面と接触しつつ当該用紙を送り付勢可能な搬送・排
出ローラを備えた画像形成装置において、前記搬送・排
出ローラを前記定着装置より送られてきた用紙が到着し
た際に当該用紙上のトナー温度がガラス転移点よりも低
くなるように設置したことを特徴とする。

【００１７】

【作用】上記構成による本発明の場合、定着装置より送
られてきた用紙が搬送・排出ローラに到達する時点で
は、当該用紙上のトナー温度はガラス転移点より下がっ
て既に固化されているので、用紙のトナー定着性が相当
程度悪くても搬送ローラへのトナー付着は効果的に阻止
される。

【００１８】したがって、搬送・排出ローラにトナーが
付着するのを効果的に阻止して画像上へのトナー汚れや
搬送不良を未然に防止することができる。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。 （第１実施例）本画像形成装置は、図１に示す如く、基
本的構成が従来例（図４）と同様とされており、定着ロ
ーラ８から送られてきた用紙Ｐが搬送・排出ローラ１１
に到達した時点では当該用紙Ｐ上のトナー温度がガラス
転移点（６０℃〜７５℃）より下がるように当該ローラ
１１が設置された構成とされている。なお、従来例（図
４）に共通する構成要素については同一の符号を付し、
その説明は省略もしくは簡略化する。

【００２０】まず、搬送・排出ローラ１１は、定着装置
７より送られてきた用紙Ｐが到着した際に当該用紙Ｐ上
のトナー温度がガラス転移点よりも低くなるような位置
に設置されている。より具体的には、搬送・排出ローラ
１１は、図１中２点鎖線で示す従来設置位置よりも設定
距離Ｌだけ用紙搬送方向下流側に離れた位置に設置され
ている。この設定距離Ｌは、本画像形成装置の定着装置
７の構造，条件，搬送スピードおよびトナー種類等を勘
案しつつ実験を行って決定される。

【００２１】次に、本実施例の作用について説明する。
定着装置７より送られてきた用紙Ｐが搬送・排出ローラ
１１に到達した時点では、当該用紙Ｐ上のトナー温度は
ガラス転移点より下がっており固化されているので、用
紙Ｐのトナー定着性が相当程度悪くても、例えば剥離率
が８６％程度でも搬送ローラ１１にトナーが付着しにく
い。

【００２２】しかして、この実施例によれば、搬送・排
出ローラ１１を定着装置７より送られてきた用紙Ｐが到
着した際に当該用紙Ｐ上のトナー温度がガラス転移点よ
りも低くなるように設置した構成としたので、トナーが
搬送・排出ローラ１１上に付着しにくく、画像上へもト
ナー汚れなどの悪影響を及ぼさない。また、搬送・排出
ローラ１１の設置位置を従来設置位置よりも下流側にず
らしただけであるので、コスト高とならない。

【００２３】（第２実施例）第２実施例は、図２に示さ
れる。第２実施例に係る画像形成装置は、定着装置７と
搬送・排出ローラ１１との間を搬送される用紙Ｐのトナ
ー定着面を強制的に冷却する用紙冷却手段（３１）を設
けた構成とされている。具体的には、用紙冷却手段は、
冷却ファン３１より形成されている。冷却ファン３１
は、定着装置７と搬送・排出ローラ１１との間を搬送さ
れる用紙Ｐのトナー定着面に集中的に風を送って当該用
紙Ｐ上のトナー温度を搬送・排出ローラ１１に達する前
にガラス転移点より下げることができるように設けられ
ている。

【００２４】かかる構成により、用紙Ｐ上で溶融したト
ナーの温度がガラス転移点より低くなるのに要する時間
が第１実施例の場合よりも一段と短くなり、搬送・排出
ローラ１１を定着ローラ７に一層接近配設することがで
きる。したがって、第１実施例に比べて装置全体を一段
と小型化することができる。

【００２５】なお、用紙冷却手段は、冷却ファン３１に
限定されるものではなく、搬送・排出ローラ１１に到達
する前に用紙Ｐ上のトナー温度をガラス転移点より低く
させることができればどのように形成してもよい。例え
ば、通風口（図示省略）より形成してもよい。

【００２６】（第３実施例）第３実施例は図３に示され
る。第３実施例に係る画像形成装置は、搬送・排出ロー
ラ１１を定着装置７の定着ローラ８よりも下方に配設し
た構成とされている。かかる構成により、定着ローラ８
から発生する熱Ｑは上昇するため、搬送・排出ローラ１
１に到達する前の用紙Ｐが当該定着ローラ８から受ける
熱量は少ない。そのため、溶融したトナーの温度が、ガ
ラス転移点より低くなる時間が第１実施例の場合よりも
早くなりローラ１１へのトナー付着を効果的に防止でき
る。

【００２７】

【発明の効果】以下、本発明によれば、搬送・排出ロー
ラを定着装置より送られてきた用紙が到着した際に当該
用紙上のトナー温度がガラス転移点よりも低くなるよう
な位置に設置した構成としたので、コスト高とすること
なく定着装置の直後に配設された搬送・排出ローラにト
ナーが付着するのを防止して、画像上へのトナーの汚れ
や搬送不良を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を説明するための図であ
る。

【図２】同じく、第２実施例を説明するための図であ
る。

【図３】同じく、第３実施例を説明するための図であ
る。

【図４】画像形成装置の従来構成を説明するための図で
ある。

【図５】同じく、搬送・排出ローラの周面へのトナー付
着を説明するための図である。

【図６】用紙上に転写されたトナーが熱エネルギーによ
り形態変化する様子を示す図である。

【符号の説明】

７ 定着装置 １１ 搬送・排出ローラ ３１ 冷却ファン（用紙冷却手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着装置の直後に配設されかつその周面
   が用紙のトナー定着面と接触しつつ当該用紙を送り付勢
   可能な搬送・排出ローラを備えた画像形成装置におい
   て、 前記搬送・排出ローラを前記定着装置より送られてきた
   用紙が到着した際に当該用紙上のトナー温度がガラス転
   移点よりも低くなるような位置に設置したことを特徴と
   する画像形成装置。