(57)【要約】【課題】  定着ニップを通過した記録材を案内する案内部材に記録材上のトナー像がくっつき、くっつことによる画像に光沢むらが生ずることを防止する。【解決手段】  定着ニップを通過した案内部材に振動手段により微振動を与える。【選択図】        図２
2006259480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材と加圧部材とを圧接させてニップを形成し、記録材を前記加熱部材と前記加圧部材とで挟持・搬送することにより、記録材にトナー像を定着する定着装置であって、前記ニップを通過した前記記録材を案内する案内部材を有する定着装置において、
前記案内部材に微振動を与える振動手段を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
ワックスを含有するトナーからなるトナー像を定着することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記振動手段は、ピエゾ素子からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
両面画像形成において、定着装置を２回通過するトナー像を担持する記録材の面を案内する前記案内部材に前記振動手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
加熱部材と加圧部材とを圧接させてニップを形成し、記録材を前記加熱部材と前記加圧部材とで挟持・搬送することにより、該記録材にトナー像を定着する定着方法であって、前記ニップを通過した前記記録材を案内部材で案内する定着方法において、
ワックスを含有するトナーからなるトナー像が定着された前記記録材を、微振動を与えた前記案内部材で案内することを特徴とする定着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー像を熱と圧力とにより記録材に定着する定着技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
未定着のトナー像に対して熱と圧力とを加えることにより、該トナー像を記録材に定着する定着技術は、電子写真方式の画像形成装置において一般に使用されている。
【０００３】
カラー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置では、オフセット防止用のシリコンオイルを塗布しつつ定着を行うオイル塗布方式の定着装置が従来用いられていたが、ＯＨＰシートの透明性を低下させる、印刷物にべとつき感が出る、水性ボールペン等の汎用性の筆記用具による書込ができない等の問題があるために、シリコンオイルを塗布しないで定着するオイルレス方式の定着装置が望まれ、その開発に注力されている。
【０００４】
オイルレス定着においては、ワックス含有トナーが一般に用いられているが、ワックス含有トナーを用いた定着においては、加熱によりワックスが溶融して液状になり、この液状のワックスが加熱部材とトナーとの間に薄膜を形成して、トナーが加熱部材に付着するオフセットを防止している。
【０００５】
ワックスは加熱により液状化した後に、記録材が定着部を離れると急速に冷却して固化する。
【０００６】
ところで、加熱部材と加圧部材間のニップを通過した記録材は、板状部材等の案内部材により案内された後に定着排紙ローラにより定着装置から排出されるが、案内部材により記録材がガイドされる段階では、ワックスがまだ固化せず液状である。
【０００７】
例えば、特許文献１のように、ニップを通過した直後に、平板状の案内部材で記録材を案内する定着装置があるが、このような定着装置においては、完全に固化しないワックスによって記録材が案内部材にくっつき、ジャムの原因となる場合がある。また、記録材の案内部材に接触した部分と接触しない分部との間に光沢の差が出てしまうという問題がある。
【０００８】
定着処理された画像の光沢が不均一になるという問題に関しては、特許文献２のように、定着ニップを通過した記録材に定着ベルトを接触させて案内して記録材及びトナーがある程度冷却した後に、定着ベルトから記録材を引き離すことが提案されている。
【０００９】
特許文献２の方法では、定着処理に要する記録材の搬送長さが長くなるために、定着装置が大型になるという問題や、両面画像形成の場合に、定着処理される面と反対側の面が案内板にくっつくことによる光沢むらを無くすることができないという問題がある。
【特許文献１】特開平１１−１８４３００号公報
【特許文献２】特開２００１−８３８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、加熱部材と加圧部材間のニップを通過した直後の記録材を案内部材で案内して定着装置から排出する定着装置における画像の光沢むらを防止するための従来技術における前記の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的は下記の発明により達成される。
（請求項１）
加熱部材と加圧部材とを圧接させてニップを形成し、記録材を前記加熱部材と前記加圧部材とで挟持・搬送することにより、記録材にトナー像を定着する定着装置であって、前記ニップを通過した前記記録材を案内する案内部材を有する定着装置において、
前記案内部材に微振動を与える振動手段を設けたことを特徴とする定着装置。
（請求項２）
ワックスを含有するトナーからなるトナー像を定着することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
（請求項３）
前記振動手段は、ピエゾ素子からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
（請求項４）
両面画像形成において、定着装置を２回通過するトナー像を担持する記録材の面を案内する前記案内部材に前記振動手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置。
（請求項５）
加熱部材と加圧部材とを圧接させてニップを形成し、記録材を前記加熱部材と前記加圧部材とで挟持・搬送することにより、該記録材にトナー像を定着する定着方法であって、前記ニップを通過した前記記録材を案内部材で案内する定着方法において、
ワックスを含有するトナーからなるトナー像が定着された前記記録材を、微振動を与えた前記案内部材で案内することを特徴とする定着方法。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１〜５の発明により、定着ニップを通過した記録材を案内する案内部材に記録材がくっつくことが防止されるので、くっつきによる搬送不良や画像面の光沢むらが良好に防止される。
【００１３】
ワックス含有トナーを定着する場合、ワックスがトナーからしみ出して画像の表面層を形成し、くっつきによるジャム及びくっつきによる光沢むらを起こしやすいが、請求項２の発明により、これらの現象が良好に防止されて、品位の高い画像が形成される。
【００１４】
特に、両面画像形成においては、第１面のトナー像が定着装置を２度通過し、加熱されるために、第１面からのワックスのしみだし量が多くなって、光沢むらが発生しやすいが、請求項４の発明により、第１面を案内する案内部材に記録材がくっつくことを防止しているので、両面画像形成における第１面にできる光沢むらが良好に防止され、高品位の画像が形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、実施の形態により本発明を説明するが、本発明は以下に説明する実施の形態に限られない。
【００１６】
図１は画像形成装置の概略構成図である。
【００１７】
なお、図１を含めて、以降の説明において、機能、構造を同じくする部材には同一番号を付すものとする。
【００１８】
図１によれば、画像形成装置ＧＳは、画像形成装置本体ＧＨと画像形成装置本体ＧＨの上部に設けられた画像読取装置ＳＣとから構成される。
【００１９】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、中間転写体の移動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒色の各カラートナー像を形成する画像形成ユニットを配置し、各画像形成ユニットの像担持体上に形成したカラートナー像を中間転写体上に多重転写して重ね合わせた後、記録材上に一括転写するものである。
【００２０】
図において、画像読取装置ＳＣ上に載置された原稿画像が光学系により走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれ、ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、画像書込手段としての露光装置３に送られる。
【００２１】
また図において、中間転写体である中間転写ベルト６の周縁部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の各色毎の画像形成用として４組のプロセスユニット１００がカラートナー像の形成手段として、図の矢印で示す鉛直方向の中間転写ベルト６の回転方向に、中間転写ベルト６に沿って垂直方向にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に縦列配置されている。
【００２２】
４組のプロセスユニット１００は何れも共通した構造であり、それぞれ、像担持体である感光体ドラム１と、帯電装置２と、露光装置３と、現像装置４と、感光体クリーニング装置８とからなっている。
【００２３】
感光体ドラム１は、例えば外径が４０〜１００ｍｍ程度のアルミニウム等の金属性の部材によって形成される円筒状の基体の外周に、感光体層として層厚（膜厚）２０〜４０μｍ程度の有機感光体層（ＯＰＣ）の光導電層を形成したものである。感光体ドラム１は、矢印で示す方向に回転される。
【００２４】
感光体ドラム１の周りには、帯電装置２、露光装置３、現像装置４を１組とした画像形成部が、図の矢印にて示す感光体ドラム１の回転方向に配置される。
【００２５】
帯電装置２は、感光体ドラム１の移動方向に対して直交する方向（図において紙面垂直方向）に感光体ドラム１と対峙し近接して取り付けられる。帯電装置２は、感光体ドラム１の有機感光体層に対し所定の電位を与えるコロナ放電電極としての放電ワイヤを備え、トナーと同極性のコロナ放電によって帯電作用を行い、感光体ドラム１に対し一様な電位を与える。
【００２６】
露光装置３は、不図示の半導体レーザ（ＬＤ）光源から発光されるレーザ光を、回転多面鏡（符号なし）により主走査方向に回転走査し、ｆθレンズ（符号なし）、反射ミラー（符号なし）等を経て感光体ドラム１上を画像信号に対応する電気信号による露光（画像書込）を行い、感光体ドラム１の表面の感光体層に原稿画像に対応する静電潜像を形成する。
【００２７】
現像装置４は、感光体ドラム１の帯電極性と同極性に帯電されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）若しくは黒色（Ｋ）の各色の２成分現像剤をそれぞれ収容し、現像剤担持体である現像ローラ４ａを備えている。現像ローラ４ａは、突き当てコロ（不図示）により感光体ドラム１と所定の間隙に保たれ、感光体ドラム１の回転方向と順方向に回転するようになっており、現像時、現像ローラ４ａに対してトナーと同極性の直流電圧或いは直流電圧に交流電圧を重畳する現像バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１上の露光部に対して反転現像が行われる。
【００２８】
中間転写ベルト６は、体積抵抗率が１０7〜１０9Ω・ｃｍ程度で、表面抵抗率が１０10〜１０12Ω／□程度の半導電性の無端状（シームレス）の樹脂ベルト部材が用いられる。中間転写ベルト６はテンションローラ６ａを含む複数のローラ部材により巻回され、鉛直方法に回動可能に支持されている。中間転写体としてはドラム状のものを用いることも可能である。
【００２９】
各色毎の第１の転写手段としての１次転写ローラ７は、例えばシリコンやウレタン等の発泡ゴムを用いたローラ状の導電性部材からなり、中間転写ベルト６を挟んで各色毎の感光体ドラム１に対向して設けられ、中間転写ベルト６の背面を押圧して感光体ドラム１との間に転写域を形成する。１次転写ローラ７には定電流制御によりトナーと反対極性の直流定電流が印加され、転写域に形成される転写電界によって、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト６上に転写される。
【００３０】
画像形成工程（画像形成プロセス）について以下に説明する。
【００３１】
画像記録のスタートにより不図示の感光体駆動モータの始動によりＹの感光体ドラム１が図の矢印で示す方向へ回転され、Ｙの帯電装置２によってＹの感光体ドラム１に電位が付与される。Ｙの感光体ドラム１は電位を付与された後、Ｙの露光装置３によって第１の色信号すなわちＹの画像データに対応する電気信号による露光（画像書込）が行われ、Ｙの感光体ドラム１上にイエロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像が形成される。この潜像はＹの現像装置４により反転現像され、Ｙの感光体ドラム１上にイエロー（Ｙ）のトナーからなるトナー像が形成される。Ｙの感光体ドラム１上に形成されたＹのトナー像は１次転写手段としての１次転写ローラ７により中間転写ベルト６上に転写される。
【００３２】
同様のプロセスにより、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）のトナー像が順次中間転写ベルト６上に重ね合わせて形成される。
【００３３】
転写後のそれぞれの感光体ドラム１の周面上に残ったトナーは感光体クリーニング装置８によりクリーニングされる。
【００３４】
一方、給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ内に収容された記録材Ｓは、給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃにそれぞれ設けられる送り出しローラ２１および給紙ローラ２２Ａにより給紙され、搬送ローラ２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄにより搬送され、露光装置３の書き込みタイミングに同期してレジストローラ２３により搬送され、トナーと反対極性の電圧が印加される２次転写手段としての２次転写ローラ７Ａの転写域において、中間転写ベルト６上に形成された重ね合わせのカラートナー像が一括して転写される。
【００３５】
カラートナーが転写された記録材Ｓは、定着装置９により定着処理され、排紙部１８により搬送され排紙トレイ１９に排紙される。
【００３６】
両面画像形成においては、前記に説明した画像形成工程により第１面に画像が形成された記録材Ｓは、定着装置９を通過後に、排紙部１８の切替ゲート１８ａにより下方に案内され、スイッチバック部２７Ｂに進入し、スイッチバック部２７Ｂでスイッチバックし表裏反転した後に、再給紙部２７Ｃからレジストローラ２３に供給される。
【００３７】
レジストローラ２３において、裏面画像形成と同期して搬送され、２次転写ローラ７Ａにより裏面画像のカラトナー像が記録材Ｓの第２面に転写され、定着装置９により裏面画像のカラートナー像が記録材Ｓの第２面に定着される。記録材Ｓは定着後に、排紙部１８から排紙トレイ１９に排紙される。
【００３８】
また、２次転写ローラ７Ａにより記録材Ｓ上にカラー画像が転写された後、記録材Ｓを分離した中間転写ベルト６は、中間転写体クリーニング装置８Ａにより残留トナーが除去される。
【００３９】
図２は本発明の実施の形態１に係る定着装置９を示す。
【００４０】
定着装置９は、記録材Ｐ上のトナー像Ｔを加熱する加熱部材としての加熱ローラ９０、加熱部材９０に圧接する加圧部材としての加圧ローラ９１、加熱ローラ９０を加熱するヒータ９２、加熱ローラ９０から記録材Ｐを剥離する剥離シート９３、剥離シート９３を支持するとともに、記録材Ｐを案内する平板状の上案内部材９４、記録材Ｐを案内する平板状の下案内部材９５及び２個の定着排紙ローラ９６を有する。
【００４１】
加熱ローラ９０はアルミ、ステンレス等の金属パイプからなる基体９０ａ、基体９０ａ上に形成され、シリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱材料からなる弾性層９０ｂ及び弾性層９０ｂ上に形成され、ＰＦＡ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ−ａｌｋｏｘｙｆｌｕｏｒｏ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）チューブからなる離型性の表面層で構成される。
【００４２】
加圧ローラ９１はアルミ、ステンレス等の金属パイプからなる基体９１ａ、基体９１ａ上に形成され、シリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱材料からなる弾性層及びその上に形成されたＰＦＡ樹脂層で構成される。
【００４３】
剥離シート９３は先端が加熱ローラ９０に近接し、加熱ローラ９０から記録材Ｐを剥離するもので、ポリイミド樹脂、金属等の耐熱材料の薄板からなり、表面にフッ素樹脂等からなる離型層が設けられている。
【００４４】
剥離シート９３は上案内部材９４で支持されるが、案内部材９４は剥離シート９３を支持すると共に、それ自身で記録材Ｐを案内する。
【００４５】
下案内部材９５には振動手段としての振動素子９７が設けられる。上案内部材９４及び下案内部材９５は耐熱性樹脂又は金属で構成されるが、耐熱性樹脂又は金属の表面にフッ素樹脂からなる離型層を設けることが好ましい。
【００４６】
振動素子９７はピエゾ素子からなり、駆動電流で振動し下案内部材９５に振動を与える。なお、信号素子９７には、記録材Ｐが下案内部材９５を通過するタイミングのみ駆動電流を流せばよい。
【００４７】
本実施の形態においては、加熱ローラ９０にオフセット防止用のオイルを塗布するオイル塗布装置を装備していない。そして、トナー中にオフセット防止用のワックスが含有されている。
【００４８】
ワックスとしては、例えば、パラフィン系ワックス、ポリオレフィン系ワックス、これらの変性物（例えば、酸化物やグラフト処理物）、高級脂肪酸、高級脂肪酸の金属塩、アミドワックス、エステル系ワックス等の従来公知のワックスを用いることができるが、例えば高級脂肪酸エステルワックスを用いるのが好ましい。これにより、定着ニップ部でのトナー画像部からのワックスのしみ出しを良好にし、オフセットや紙巻き込みの発生をより一層抑えることができる。
【００４９】
トナー中のワックスの含有率は７〜２３質量％であることが好ましい。
【００５０】
ワックスの含有率を７質量％以上とすることで、定着ニップ部においてトナー像からワックスが十分な量しみ出して、オフセットや紙巻き込みの発生をより一層抑えることができる。
【００５１】
一方、ワックスの含有率が２３質量％以下とすることで、粉体トナーとしての保存性を確保することができる。
【００５２】
ワックスの含有量を調整することが容易であるトナーとして重合トナーが挙げられる。本発明で用いられるトナーは重合トナーを用いることでワックスの含有量を容易に調整することができるので好ましい。
【００５３】
本発明に係るトナーに含有されるワックスの融点は７５〜１１０℃であることが好ましい。これにより、定着ニップ部でのトナー画像からのワックスしみ出しがスムーズに行われて、オフセットや紙巻き込みの発生をより一層抑えることができる。
【００５４】
未定着のトナー像Ｔを担持する記録材Ｐは加熱ローラ９０と加圧ローラ９１間のニップＮに進入し、加熱ローラ９０と加圧ローラ９１とがそれぞれ矢印Ａ、Ｂで示すように回転することにより、加熱ローラ９０と加圧ローラ９１で挟持・搬送され、挟持・搬送の過程で、トナーＴに熱と圧力が加えられてトナー像Ｔが記録材Ｐに定着される。
【００５５】
記録材ＰがニップＮを通過するときに、ワックスがトナーからしみ出し、ニップ通過直後においては、ワックスは熱で溶融し、液状であるが、ニップＮを離れると急速に固化する。液状から固化する過程では、記録材Ｐは剥離シート９３、上案内部材９４又は下案内部材９５にくっつきやすい状態にある。
【００５６】
従って、加熱ローラ９０と加圧ローラ９１とによる挟持・搬送力が加えられている場合でも、記録材Ｐが剥離シート９３、上案内部材９４又は下案内部材９５に接着する場合がある。
【００５７】
接着力が強い場合には、記録材Ｐが定着装置９内に詰まるジャムとなるが、接着力が弱く、搬送は円滑に行われる場合でも、記録材Ｐが部分的に剥離シート９３、上案内部材９４又は下案内部材９５一時的にくっついて、記録材Ｐの表面に、接着した部分とそうでない部分とが混在し、場所により表面光沢度が異なる画像ができあがる。
【００５８】
このような画像では、画像面に光沢度のむらが現れて画像品位がよくない。
【００５９】
特に、コート紙を記録材として用いた場合には、光沢度のむらが目立つものとなる。
【００６０】
更に、両面画像形成においては、記録材Ｐの第１面に形成されたトナー像が定着装置９を２回通過して加熱されるために、第２面上のトナー像の定着において、第１面の表面にしみ出したワックスの量が多くなって、下案内部材９５にくっつき、前記に説明したような光沢度のむらを起こしやすい。
【００６１】
前記に説明したように、下案内部材９５に振動素子９７を設置し、定着時に下案内部材９５を振動させることにより、両面画像形成時における記録材Ｐの下案内部材９５へのくっつきが効果的に防止され、記録材ジャムや光沢度のむらが良好に防止される。
【００６２】
なお、振動素子９７は上案内部材９４にも設けることができる。但し、振動素子を設けた案内部材は加熱ローラ９０及び加圧ローラ９１から離して設置することが望ましい。
【００６３】
図３は本発明の実施の形態２に係る定着装置を示す図である。
【００６４】
本実施の形態においては、振動素子９７を上案内部材９４に設け、上案内部材９４に微少振動を与えている。
【００６５】
本実施の形態においては、上案内部材９４及びこれに連結している剥離シート９３が振動素子９７により微振動して、記録材Ｐのくっつきが防止される。剥離シート９３の先端が、加熱ローラ９０の表面から離れるように、剥離シート９３が設置される。
【００６６】
光沢むらは、塗工紙を用いたカラー画像においてその発生を防止することが特に要求されるので、塗工紙を用いた画像形成においては、両面画像形成モードを持たない画像形成装置において、本実施の形態は有用である。
【００６７】
図４は本発明の実施の形態３に係る定着装置を示す図である。
【００６８】
本実施の形態においては、上案内部材９４に振動素子９７ａを、下案内部材９５に振動素子９７ｂをそれぞれ設けている。本実施の形態においても、剥離シート９３の先端、下案内部材９５の先端がそれぞれ加熱ローラ９０の表面、加圧ローラ９１の表面から離れている。
【００６９】
これにより、記録材Ｐの両面のくっつきによりジャム及び画像光沢むらが良好に防止される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る定着装置を示す。
【図３】本発明の実施の形態２に係る定着装置を示す。
【図４】本発明の実施の形態３に係る定着装置を示す。
【符号の説明】
【００７１】
９  定着装置
９０  加熱ローラ
９１  加圧ローラ
９５  下案内部材
９７  振動素子
【図１】
2006259480.tif 000003
【図２】
2006259480.tif 000004
【図３】
2006259480.tif 000005
【図４】
2006259480.tif 000006