(57)【要約】【課題】  ブリスタ現象を防止でき、且つ、高速定着処理が可能な定着装置を有する画像形成装置を提供すること【解決手段】  中間転写ベルト上に担持されたトナー像を転写材上に転写、定着を同時に行う転写定着装置を有する画像形成装置において、前記転写材が前記中間転写ベルトに接触する箇所の上流側に、互いに触圧する回転ローラ対を設け、当該回転ローラ対の少なくとも一方のローラが、耐熱多孔質膜を有するものであって、当該ローラの近傍に加熱源を有することを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図２
2006003692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間転写ベルト上に担持されたトナー像を転写材上に転写、定着を同時に行う転写定着装置を有する画像形成装置において、前記転写材が前記中間転写ベルトに接触する箇所の上流側に、互いに触圧する回転ローラ対を設け、当該回転ローラ対の少なくとも一方のローラが、耐熱多孔質膜を有するものであって、当該ローラの近傍に加熱源を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記回転ローラ対の少なくとも一方のローラは、耐熱多孔質弾性層の上にさらに耐熱多孔質膜の表層を有し、当該ローラの外側に外部加熱手段を有することを特徴とする請求項１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、電子写真方式の複写機、プリンタ、ＦＡＸ等が用いる定着装置を有する画像形成装置に関し、特に、転写定着が同時になされる転写材を予備加熱する手段を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー画像形成装置においては、中間転写ベルト上に担持されているトナー像を転写材へ静電転写を行い、その後、定着装置で加圧、加熱等で定着することによって転写材上の未定着トナー像を固着させる方法がとられてきた。
【０００３】
しかしながら、静電転写工程にて、非静電的な力が作用して中間転写ベルト上の残存トナーやトナー散りの発生で画像劣化が生じたり、転写と定着の２つの工程に分けられていることによる画像劣化を助長する問題がある。
【０００４】
この問題を解決するために、中間転写ベルト上に形成されたトナー像を転写材へ転写と定着の同時処理を行うことによって上述の画像劣化の防止および定着処理の高速化等の試みがなされている。
【０００５】
改善対策の公知の技術としては、ａ）中間転写ベルトの内側に加熱ローラを設け、中間転写ベルトを介して加圧ローラを前記加熱ローラに当接させ、前記中間転写ベルトと前記加圧ローラとの間に転写材を通過させるものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、ｂ）中間転写ベルトの内側の加熱ローラを複数にするバックアップ構想にして、中間転写ベルトと加圧ローラとのニップ幅を増大する方法（例えば、特許文献２参照）、ｃ）中間転写ベルトと加圧ローラとの接触ニップ領域より上流側に中間転写ベルト内側を加熱する加熱源を設け、かつ、中間転写ベルトをテンションローラを利用して加圧ローラへ巻き付けることにより中間転写ベルトと加圧ローラの接触ニップ幅を増大する方法加圧ローラへ転写材を巻き付ける機構を設けて転写材の加熱時間を大きくする方法（例えば、特許文献３，４、５、参照）。等がある。
【０００７】
また、転写定着ニップ部の前に、コート紙を予備加熱するものとしては、ｄ）中間転写ベルトと加圧ローラ（加熱源あり）の接触ニップの上流側で、加圧ローラへ転写紙を巻き付ける機構を設けて、転写紙の加熱時間を増大する（例えば、特許文献６参照）方法がある。
【特許文献１】特許第３４２８２１３号公報
【特許文献２】特開平１１−５２７６０号公報
【特許文献３】特開２０００−２５９００８号公報
【特許文献４】特開２０００−２６７４６８号公報
【特許文献５】特開２００３−９１２０６号公報
【特許文献６】特開平１１−６５３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記例のａ）の対策では、中間転写ベルトと加圧ローラとのニップ部において、トナー及び転写材が加熱されるために、プロセス速度を速くした場合、加熱が不十分となる問題が生じ、定着アンダーになってしまう。ｂ）、ｃ）の対策では、接触幅を大きく取り定着アンダーを防止することができるが、中間転写ベルトと加圧ローラが、中間転写ベルト内側にバックアップ部材がない状態で接触する部分が生じ、所謂画像ズレを生じやすい。
【０００９】
ｄ）の対策では、加圧ローラに転写材が倣うことが必要であり、開示されているような手段では、厚紙等を加圧ローラに倣わすことは困難である。また、コート紙を通紙する際に、「ブリスタ」と呼ばれる現象が起こりやすい問題がある。これはニップ部に急激に熱が加えられるため、コート紙の、パルプ等からなる原紙層の部分で水蒸気が発生した際に、水分が逃げ場を失い、原紙層と、原紙層の表裏に存在する塗工層とが剥がれ、火ぶくれ状に膨れる現象である。
【００１０】
ｂ）、ｃ）の対策では、接触幅を大きく取り、接触圧を低減することにより水蒸気が逃げやすい方向にはできるが中間転写ベルトも加圧ローラも画質を確保するために極めて平滑なものを使用しているために、水蒸気を逃がすには限界がある。
【００１１】
本発明は、予備加熱ニップ部において、水蒸気が逃げ易くすることによって、ブリスタ現象を防止でき、且つ、厚紙にも対処できて高速定着処理が可能な転写定着装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
中間転写ベルト上に担持されたトナー像を転写材上に転写、定着を同時に行う転写定着装置を有する画像形成装置において、前記転写材が前記中間転写ベルトに接触する箇所の上流側に、互いに触圧する回転ローラ対を設け、当該回転ローラ対の少なくとも一方のローラが、耐熱多孔質膜を有するものであって、当該ローラの近傍に加熱源を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
転写、定着同時系において、転写、定着ニップ部前で転写材を予備加熱するために、多孔質の材質のローラ対を使用するので、水蒸気が逃げ易く、ブリスタ現象を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
はじめに、本発明に係わる転写定着装置及びそれを装着する画像形成装置について説明する。
【００１５】
本発明の実施の形態における説明では、本明細書に用いる用語により本発明の技術範囲が限定されることはない。
【００１６】
図１は画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。
【００１７】
図において、１０は感光体、１１は帯電手段であるスコロトロン帯電器、１２は画像書き込み手段である書き込み装置、１３は現像手段である現像器、１４は感光体１０の表面を清掃するためのクリーニング装置、１５はクリーニングブレード、１６は現像スリーブ、２０は中間転写ベルトを示す。画像形成手段１は感光体１０、スコロトロン帯電器１１、現像器１３、およびクリーニング装置１４等からなっており、各色毎の画像形成手段１の機械的な構成は同じであるので、図ではＹ（イエロー）系列のみの構成について参照符号を付けており、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＫ（黒）の構成要素については参照符号を省略した。
【００１８】
各色毎の画像形成手段１の配置は中間転写ベルト２０の走行方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順になっており、各感光体１０は中間転写ベルト２０の張設面に接触し、接触点で中間転写ベルト２０の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。
【００１９】
中間転写ベルト２０は、ガイドローラ２１、駆動ローラローラも兼ねたバックアップローラ２２、テンションローラ２３、従動ローラ２４に張架され、これらのローラと中間転写ベルト２０、転写器２５等でベルトユニット３を構成する。なお、ガイドローラ２１は、中間転写ベルトの予備加熱ローラでもあって、円筒状のアルミ芯金にフッ素樹脂がコートされている。バックアップローラ２２は円筒状のアルミ芯金にシリコーンゴムの層がライニングされ、その上に半導電ＰＦＡチューブを被覆して構成されている。また、ガイドローラ２１及びバックアップローラ２２の空中部にはハロゲンヒータｈ１（図２参照）が吊設されており、中間転写ベルト２０を予備加熱している。
【００２０】
中間転写ベルト２０の走行は不図示の駆動モータによるバックアップローラ２２の回転によって行われる。
【００２１】
感光体１０は、例えばアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周に導電層、ａ−Ｓｉ層あるいは有機感光体（ＯＰＣ）等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図の矢印で示す反時計方向に回転する。
【００２２】
読み取り装置８０からの画像データに対応する電気信号は画像形成レーザで光信号に変換され、書き込み装置１２によって感光体１０上に投光される。
【００２３】
現像器１３は、感光体１０の周面に対し所定の間隔を保ち、感光体１０の回転方向と最接近位置において同方向に回転する円筒状の非磁性ステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ１６を有している。
【００２４】
中間転写ベルト２０は、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンファイド、ポリアミド、ポリアリドイミド、ポリエーテルニトリル等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ６０〜１００μｍで体積抵抗率１０8〜１０12Ω・ｃｍ半導体シームレスベルトの外側に、厚さ０．１〜０．３ｍｍの半導電性シリコーンゴム層をコーティングし、さらにその外側に厚さ０．０１〜０．０３ｍｍで体積抵抗率１０10〜１０14Ω・ｃｍの半導電性フッ素樹脂層をコーティングしたものである。
【００２５】
２５は転写器で、トナーと反対極性の直流が印加され、感光体１０上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写させる機能を有する。転写器２５としてはコロナ放電器の他に転写ローラを用いることもできる。
【００２６】
４は本発明に係わる転写定着装置であり、詳細は後述する。
【００２７】
７０は紙送り出しローラ、７１はタイミングローラ、７２は紙カセット、７３は搬送ローラである。Ｂ１は制御手段であるコントロール部である。
【００２８】
ここで、本発明に係る転写定着装置４について説明する。
【００２９】
画像形成プロセスを高画質化するために、中間転写ベルトからトナー像を転写材へ転写と定着の同時処理を行う試みがなされているがブリスタ現象や画像ズレ、厚紙通紙性が問題となる
ことは前述した。
【００３０】
本発明は、ブリスタ現象を防止するために、転写定着ニップ部の前で転写材を予備加熱して、転写材中の水分が水蒸気となって逃げやすくすることを特徴としている。
【００３１】
また、本発明では、予備加熱する部材を表層が多孔質のもので形成したので、予備加熱が転写材をグリップして行われても水蒸気が逃げやすくなっている。さらに、表層下に多孔質の弾性層を設けることにより、水蒸気がさらに逃げやすくなるばかりでなく、予備加熱部のニップ長が十分確保できる。これらの効果により水分を十分逃がした状態で中間転写ベルと加圧ローラとの間に転写材が挿入されるのでブリスタの発生が防止できる。また、予備加熱をローラ対構成にしたので、転写材の搬送安定性も確保できる。
【００３２】
また、中間転写ベルトと加熱ローラとが中間転写ベルト内側にバックアップ部材がない状態で、接触する部分が生じず画像ズレが発生しない。また、転写材を予備加熱しているので、中間転写ベルトと加圧ローラとの接触部を構成する加圧ローラなどを巨大化しなくても高速化な対応がし易い。また、転写材の搬送経路をほぼストレートに設定できるので厚紙しも対応できる。
【００３３】
図２は、図１における転写定着装置の主要部を拡大した図である。
【００３４】
図２において、Ｒは転写材Ｐを予備加熱する回転ローラ対で、下ローラ４１、上ローラ４３等から構成されている。４４は加熱源であるヒートローラで、アルミ素管の空中部にはハロゲンヒータｈ２が吊設されており、上ローラ４３に当接し、加熱している。当該回転ローラ対Ｒは不図示の駆動部からの動力で矢印方向に回転する。
【００３５】
上、下ローラ、４３、４１は、アルミの芯金４１０に耐熱多孔性弾性層であるシリコーンスポンジ層４３２、４１２が被着され、さらにその上に耐熱多孔質膜４３１、４１１である多孔質加工されたＰＴＦＥ（ポリテトラフルオエチレン）が表層として貼着されている。シリコーンスポンジはその空隙セル（気泡）同志がつながっている連続発泡状態であることが望ましい。
【００３６】
ヒートローラ４４で加熱された回転ローラ対Ｒは転写材Ｐを挟持、加熱し、含有する大方の水分を一部蒸発させる。ここで上、下ローラ４３、４１は耐熱多孔性であるから、水蒸気は蒸発し易く、加圧面であるニップ部からシリコーンスポンジ層４３２、４１２を通過して容易に外部に放出される。
【００３７】
水分を放出した転写材Ｐは、更に加圧ローラ４２とバックアップローラ２２（中間転写ベルト２０）とのニップ部Ｔで転写定着されることになる。
【００３８】
４２は加圧ローラで、アルミから形成された円筒状の芯金４２３に弾性体であるシリコーンスポンジゴムまたはソリッドシリコーンゴムの耐熱層４２２が被着され、その上にＰＦＡ（ビニルエーテルコポリマー）が表層として貼着されている。
【００３９】
予備加熱された転写材Ｐは、加圧ローラ４２とバックアップローラ２２で、加熱された中間転写ベルト２０とを介して挟持、押圧、加熱される。なお、中間転写ベルト２０上のトナーは、加圧ローラ４２とバックアップローラ２２との間に挟持される前に、ガイドローラ２１からの熱により予備加熱される。
【００４０】
ニップ部Ｔで融着したトナーは転写材Ｐに機械的に十分付着するが、加圧ローラ４２の芯金以外の部分の材質およびバックアップローラ２２の芯金以外の材質を半導電性のものとし、加圧ローラ４２の芯金にトナーと反対極性の電圧を印加かつバックアップローラ２２の芯金を接地しておいてもよい。
【００４１】
また、加圧ローラ４２や下ローラ４１は、シリコーンスポンジゴムの経時変形を考慮して、転写材
Ｐ通過している時のみ加圧し、それ以外は、加圧解除する機構を付加するのも好ましい。
【００４２】
上記のように、転写材Ｐを予備加熱する回転ローラ対Ｒで水分の一部が放出されるので、転写定着領域であるニップ部Ｔにおいて加熱されてもコート紙の厚紙層から発生する水分を低く抑えることができて、ブリスタ現象の発生を回避することができる。また、前述したように、高速化、厚紙通紙性の向上、画像ズレの防止が可能である。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、上ローラのみに加熱源を適用したが、下ローラにも適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。
【図２】図１における転写定着装置の主要部を拡大した図である
【符号の説明】
【００４５】
２０  中間転写ベルト
２１  ガイドローラ
２２  バックアップローラ
４１  下ローラ
４２  加圧ローラ
４３  上ローラ
４４  ヒートローラ
４１１、４３１  耐熱多孔質膜
４１２、４３２  シリコーンスポンジ層
Ｒ  回転ローラ対
【図１】
2006003692.tif 000003
【図２】
2006003692.tif 000004