(57)【要約】【課題】記録材に定着されたトナー像に発生する角状トナー起因の記録材トナー汚れを確実に防止できるトナー除去装置の提供。【解決手段】記録材に定着されたトナー像に加圧負荷を付与する負荷付与手段と、前記負荷付与手段により前記トナー像から分離されたトナーを除去するトナー回収手段を備えることを特徴とするトナー除去装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に定着されたトナー像に加圧負荷を付与する負荷付与手段と、前記負荷付与手段により前記トナー像から分離されたトナーを除去するトナー回収手段を備えることを特徴とするトナー除去装置。
【請求項２】
前記トナー除去装置は、記録材搬送方向において、上流側に前記負荷付与手段と、前記負荷付与手段よりも下流側に前記トナー回収手段が配置され、前記負荷付与手段と前記トナー回収手段の間に前記記録材と前記トナーの静電気力を除電する除電手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のトナー除去装置。
【請求項３】
前記負荷付与手段と前記負荷付与手段よりも記録材搬送方向の上流側に配置された定着手段との間に前記記録材と前記トナーの静電気力を除去する除電手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のトナー除去装置。
【請求項４】
前記トナー回収手段は、前記トナーを吸引する吸引手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のトナー除去装置。
【請求項５】
前記トナー回収手段は、記録材から前記トナーを掻き取る掻き取り手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のトナー除去装置。
【請求項６】
前記除電手段は、搬送経路を搬送する前記記録材に対して非接触であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載のトナー除去装置。
【請求項７】
前記負荷付与手段は、前記記録材を挟持搬送可能な一対のローラーであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のトナー除去装置。
【請求項８】
前記一対のローラーは、前記記録材の定着面側と接触する上ローラーと、前記記録材の非定着面側と接触する下ローラーとからなり、前記記録材と前記上ローラーとが非接触となるように上ローラーを駆動する離間手段を備えることを特徴とする請求項７に記載のトナー除去装置。
【請求項９】
前記離間手段は、前記負荷付与手段に表面の凹凸差が大きい記録材が搬送される場合、前記一対のローラーを接触させ、表面の凹凸差が小さい記録材が搬送される場合、前記上ローラーと前記記録材とが非接触となるように上ローラーを駆動することを特徴とする請求項８に記載のトナー除去装置。
【請求項１０】
記録材にトナー像を定着させる定着手段と、前記記録材に定着された前記トナー像に加圧負荷を付与する負荷付与手段と、前記負荷付与手段により前記トナー像から分離されたトナーを除去するトナー回収手段を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
前記定着装置は、記録材搬送方向において、上流側に前記負荷付与手段と、前記負荷付与手段よりも下流側に前記トナー回収手段が配置され、前記負荷付与手段と前記トナー回収手段の間に前記記録材と前記トナーの静電気力を除電する除電手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記負荷付与手段と前記負荷付与手段よりも記録材搬送方向の上流側に配置された定着手段との間に前記記録材と前記トナーの静電気力を除去する除電手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記定着装置は、前記記録材に前記トナー像を定着させるための第一の定着温度と、前記第一の定着温度よりも高く、記録材表面の凹凸差が大きいと判断された記録材に前記トナー像を定着させるための第二の定着温度とを設定する温度設定手段と、
前記温度設定手段による設定に応じて、前記負荷付与手段および前記トナー回収手段の動作を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記温度設定手段により前記第二の定着温度が設定された場合、前記負荷付与手段を前記記録材に接触させる状態にするとともに、前記トナー回収手段を動作させることを特徴とする請求項１３に記載の定着装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記温度設定手段により前記第一の定着温度が設定された場合、前記負荷付与手段を前記記録材に接触させない状態にするとともに、前記トナー回収手段を動作させないことを特徴とする請求項１３に記載の定着装置。
【請求項１６】
前記定着装置は、前記定着手段の定着ニップから搬送された前記記録材を前記定着手段から分離させるエアー分離手段を備えることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項１７】
像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、
前記転写手段によって前記記録材に転写された前記トナー像を前記記録材に定着させる定着手段と、
前記記録材に定着された前記トナー像に加圧負荷を付与する負荷付与手段と、
前記負荷付与手段により前記トナー像から分離されたトナーを除去するトナー回収手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー除去装置、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンター、複合機等の画像形成装置には、トナーにより形成された未定着画像を記録材に定着させるための定着装置が用いられている。定着装置では、内部にハロゲンランプヒーター等の加熱手段を備えた定着回転部材によって未定着画像が形成された記録材を挟持搬送することで記録材にトナー像を定着させる。定着回転部材としては、加熱手段を備える加熱ローラーと加圧ローラーのローラー対や、ローラーに定着ベルトを張架したもの等が用いられる。
【０００３】
定着回転部材によって記録材に定着されたトナー像の表面には、局部的に突起した角形状のトナー（以後、角状トナーと記す）が発生することがある。
【０００４】
角状トナーが発生する要因としては、トナー像に供給する熱量が過多となって発生する場合と、定着直後のトナー像を冷却することによって発生する場合があることが分かっている。
【０００５】
まず、トナー像に供給する熱量が過多となって発生する角状トナーのメカニズムについて説明する。
近年では、様々な記録材に対応できる画像形成装置が要求されており、特にラフ紙（記録材の表面が粗い紙）や凹凸紙（エンボス紙）等は、記録材表面の凹凸が大きいと、凹部上のトナーが画像面側の定着回転部材に接触しにくく、凹部上のトナーが溶けにくいために定着不良となってしまう可能性がある。カラー画像においては、未定着画像の表面を均一に溶融することができなくなり、定着不良による定着ムラ、光沢ムラ、色ムラ等の問題が発生して画像品質を低下する虞がある。その対策として、記録材の凹部上のトナーの定着性を確保するために加熱量を増やすと、凸部上のトナーに対しては過溶融となってトナー同士の接着力よりも定着面側の定着回転部材とトナーの接着力が上回ることがある。後者の接着力が上回ると、定着面側の定着回転部材に過溶融トナーが引っ張られて凸部上のトナーが局部的に捲れる状態となって角状トナーが発生する。
【０００６】
加熱量を抑制するために、凹部内のトナーの定着不良を改善する技術として、加熱ローラーの最表層にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体を備える構成の定着装置が提案されている（特許文献１参照）。この定着装置は、加熱ローラーの表面に上記構成を備えることで記録材表面の凹凸に対する追従性を高めて定着性の向上を図っている。
【０００７】
記録材の表面の凹凸に起因する濃度ムラの発生を防止する技術として、トナーの溶融温度と、記録材の所定部位が定着ニップを通過する時間と、加熱ローラーと加圧ローラーの加圧接触により形成される定着ニップのうちの記録材搬送方向の下流端部における記録材の表面と裏面との温度差との関係を規定する定着装置が提案されている（特許文献２参照）。この定着装置は、上記規定の関係が成り立つような構成とすることで、記録材の凹部と凸部上のトナーの溶融状態の差を小さくして濃度ムラの発生を防止している。
【０００８】
次に、定着直後のトナー像を冷却することによって発生する角状トナーのメカニズムについて説明する。
従来より、定着回転部材から記録材を分離させるためにエアー分離手段を用いた定着装置が提案されている。エアー分離手段を用いた定着装置で、記録材にトナー像を定着させても角状トナーが発生することがある。定着ニップによって記録材に定着された直後のトナー像は、ドロドロに溶融しているためトナー像の表面が凹凸形状になっている。エアー分離手段を用いた定着装置では、定着ニップから出てきた直後の凹凸形状を有する溶融トナー像の表面をエアー分離手段から吹き付けられた冷風によって凹凸形状の状態で冷却するので、トナー像は凹凸形状を維持したまま固化してしまい、結果的に角状トナーが発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−３４１９号公報
【特許文献２】特開２０１２−６８４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、フルカラー画像を形成する高速機等の定着装置において、例えば、エンボス紙にトナー像を定着させる際に発生する角状トナーは、上記先行技術をもってしてもトナー汚れや定着不良による画像ムラなどの画像品質および部材耐久性の両立は困難である。図５に示すような凸部の頂部よりもやや低くて勾配のある場所に、記録材表面に一部定着せずに庇のような角状トナーは皆無になっていないのが実情である。また、エアー分離手段を備えた定着装置で発生する角状トナーについては、有効な技術が見出せていない。
【００１１】
この角状トナーが発生すると、定着ニップを通過した後の搬送方向下流側に配置されている記録材を搬送する搬送ローラー等の圧接負荷によって、記録材に定着されたトナー画像から角部分のトナーが折れて剥がれる。剥がれた角状トナーは、さらに搬送方向下流の搬送ローラー等に付着し、やがて汚れとなって蓄積されて記録材に搬送ローラー跡のトナー汚れが発生する。
【００１２】
本発明の課題は、折れて剥がれた角状トナー起因のトナー汚れを確実に防止する定着装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、トナー除去装置において、記録材に定着されたトナー像に加圧負荷を付与する負荷付与手段と、前記負荷付与手段により前記トナー像から分離されたトナーを除去するトナー回収手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明によれば、定着装置において、記録材にトナー像を定着させる定着手段と、前記記録材に定着された前記トナー像に加圧負荷を付与する負荷付与手段と、前記負荷付与手段により前記トナー像から分離されたトナーを除去するトナー回収手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明によれば、画像形成装置において、像担持体にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像形成手段によって形成された前記トナー像を記録材に転写する転写手段と、前記転写手段によって前記記録材に転写された前記トナー像を前記記録材に定着させる定着手段と、前記記録材に定着された前記トナー像に加圧負荷を付与する負荷付与手段と、前記負荷付与手段により前記トナー像から剥がされたトナーを除去するトナー回収手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、定着ニップ以降の搬送経路に負荷付与部およびトナー回収部を設けることで角状トナーに起因する記録材へのトナー汚れを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を備えた画像形成装置の構成の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る定着装置の基本構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る定着装置において、もう一つトナー回収部の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第二の実施形態に係る定着装置の基本構成を示す断面図である。
【図５】凹凸紙の表面に定着したトナーの定着状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第一の実施形態に係る定着装置の動作制御のフローチャート図である。
【図７】エアー分離手段を備えた定着装置において、本発明の第一および第二の実施形態を備えた定着装置の基本構成を示す断面図である。
【図８】凹凸紙の表面にトナーを定着させる前後の様子を示す断面図である。
【図９】本発明の第一の実施形態に係る定着装置において、負荷付与部に離間手段を備えた定着装置を示す断面図である。
【図１０】本発明の第一の実施形態に係る定着装置において、定着後の搬送経路が第一の搬送経路と第二の搬送経路を備えた定着装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に、本実施の形態に係る画像形成装置１０の概略構成を示す。
【００１９】
画像形成装置１０は、自動原稿搬送部１、スキャナー部２、画像形成部２０、給紙部３等を備えて構成される。
【００２０】
自動原稿搬送部１は、原稿トレイに置かれた原稿Ｄを一枚ずつ所定の搬送経路に搬送する。
スキャナー部２は、搬送される原稿Ｄに光源を照射し、原稿Ｄから反射される反射光を受光する。スキャナー部２は、受光した光信号を電気信号（画像データ）に変換し、変換された画像データを画像形成部２０に出力する。
【００２１】
画像形成部２０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する４組の画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが配置されている。画像データに基づいて各色に対応した感光体ドラム１１に各色のトナー画像を形成し、一次転写部１３によって中間転写ベルト１６に各色のトナー画像を転写して重ね合わせることでカラー画像を形成する。一次転写されたカラー画像を記録材Ｐに二次転写して定着するまでの一連の画像形成動作を行う。
【００２２】
感光体ドラム１１周辺の構成及び動作について、簡単に説明する。
なお、ここでは、イエロー（Ｙ）色の画像形成部２０Ｙを対象として説明し、他色の構成もイエロー（Ｙ）色と同様なので説明を省略する。
帯電部２３Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの表面を均一に帯電する。
露光部２２Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの表面にトナーを付着させる領域を露光し、露光した部分の電荷を除電することで静電潜像を形成する。
現像部２１Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を現像する。
一次転写部１３Ｙは、感光体ドラム１１Ｙ上に現像されたトナー画像を中間転写ベルト１６に転写する。
クリーニング装置２５Ｙは、中間転写ベルト１６に転写されずに感光体ドラム１１Ｙに付着している残留トナーをブレード等で除去する。
【００２３】
中間転写ベルト１６は無端ベルトであり、複数のローラーにより架設され、走行可能に支持される。画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、および２０Ｋに形成された各色のトナー像は、一次転写部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、および１３Ｋにより走行する中間転写ベルト１６上に逐次転写され、各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の層が重畳したカラー画像（トナー像）が中間転写ベルト１６上に一次転写される。
【００２４】
二次転写ローラー１７は、中間転写ベルト１６を介して二次転写対向ローラー１８に当接して配置され、二次転写ローラー１７と二次転写対向ローラー１８との間で形成される転写ニップを記録材Ｐが通過することにより、中間転写ベルト１６上のトナー像が、記録材Ｐに二次転写される。
【００２５】
二次転写ローラー１７における記録材Ｐの排出側には、定着装置３０が配置されており、搬送されてきた記録材Ｐ上に形成されたトナー像を挟持搬送して記録材Ｐにトナー像を定着させる。
【００２６】
給紙部３は、複数のトレイに記録材Ｐを収容されており、所定の搬送路を経由して画像形成部２０に記録材Ｐを給紙する。
【００２７】
画像形成装置１０の上記各部は、制御部４と接続されており、制御部４により適宜制御される。
【００２８】
図２に、実施例１に係る定着装置の概略構成を示す。
定着装置３０は、加熱ローラー３１と、定着ベルト３２と、上加圧ローラー３３と、下加圧ローラー３４と、負荷付与部３５と、トナー回収部３６と、搬送ローラー３７とを有している。
加熱ローラー３１の内部には、加熱部材としてハロゲンヒーター３８を有しており、加熱ローラー３１は、定着ベルト３２を介して記録材Ｐに熱を供給する。そして、上加圧ローラー３３と下加圧ローラー３４が圧接されて形成される定着ニップＮで、記録材Ｐを挟持搬送することにより記録材Ｐにトナー像を定着させる。
【００２９】
定着ベルト３２は、無端状に形成され、例えば、基体として厚さ７０μｍのＰＩ（ポリイミド）を用い、基体の外周面を弾性層として厚さ２００μｍの耐熱性のシリコーンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ３０°）で被覆し、更に、表層に厚さ３０μｍの耐熱性樹脂であるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを被せている。定着ベルト３２の外形寸法は、例えば１２０ｍｍである。
定着ベルト３２は、２００Ｎの張力によって加熱ローラー３１及び上加圧ローラー３３に張架されている。
【００３０】
加熱ローラー３１は、定着ベルト３２を加熱する。つまり、加熱ローラー３１は、定着ベルト３２を加熱する加熱手段として、その軸方向に延在するハロゲンヒーター３８を内蔵し、例えば、アルミニウム等から形成された肉厚４ｍｍの円筒状の芯金の外周面を、厚さ３０μｍのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）でコーティングした樹脂層で被覆したハードローラーとして構成されている。加熱ローラー３１の外径寸法は、例えば７０ｍｍである。
【００３１】
ハロゲンヒーター３８は、加熱ローラー３１の内部に配置されており、ハロゲンヒーター３８への通電は図１の制御部４によって制御される。ハロゲンヒーター３８によって加熱ローラー３１が加熱され、その結果、定着ベルト３２が加熱される。なお、定着ベルト３２は、電磁誘導加熱（ＩＨ：Induction Heating）や抵抗発熱体により加熱されるように構成されてもよい。
【００３２】
上加圧ローラー３３及び下加圧ローラー３４は、定着ベルト３２を介して総圧２３５０Ｎの荷重がかけられた状態で配置されており、上加圧ローラー３３と下加圧ローラー３４との圧接部として定着ニップＮが形成される。
【００３３】
上加圧ローラー３３は、鉄等の金属から形成された中実の芯金を、弾性層として厚さ２０ｍｍの耐熱性の発泡シリコーンゴム（ＳＲＩＳ  ０１０１−ＡＳＫＥＲ  Ｃ３５°）で被覆して、ソフトローラーとして構成されている。上加圧ローラー３３の外径寸法は、例えば７０ｍｍである。
【００３４】
下加圧ローラー３４は、アルミニウム等から形成された肉厚４ｍｍの円筒状の芯金の外周面を、弾性層として厚さ２ｍｍの耐熱性のシリコーンゴム（ＳＲＩＳ  ０１０１−ＡＳＫＥＲ  Ｃ６８°）で被覆し、更に、離型層として厚さ２μｍのＰＦＡチューブの樹脂層で被覆している。下加圧ローラー３４の外径寸法は、例えば７０ｍｍである。
【００３５】
定着装置３０の定着速度は、例えば、４００ｍｍ/ｓである。ここでの定着速度とは、上加圧ローラー３３と下加圧ローラー３４とによって形成される定着ニップＮを、記録材Ｐが通過する速度である。
【００３６】
負荷付与部３５は、上負荷ローラー３５ａと下負荷ローラー３５ｂからなる一対のローラーで構成されている。上負荷ローラー３５ａと下負荷ローラー３５ｂは、アルミニウムまたは鉄等の金属から形成された空中の芯金と、弾性層３５ｃと、離型層３５ｄとから構成されている。上負荷ローラー３５ａおよび下負荷ローラー３５ｂには、総圧８０Ｎの荷重がかけられた状態で配置されており、各芯金の外周面には、それぞれ肉厚２ｍｍの弾性層３５ｃが被覆されている。弾性層３５ｃは、耐熱性のシリコーンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ３０°）からなり、さらに、弾性層３５ｃの外周面には、離型層３５ｄとして厚さ３０μｍのＰＦＡチューブまたはＰＦＡコートの樹脂層でそれぞれ被覆している。上負荷ローラー３５ａと下負荷ローラー３５ｂの外径寸法は、同寸法で、例えば１８ｍｍである。また、定着面に接する上負荷ローラー３５ａについては、上記構成から弾性層３５ｃを除いた構成としても構わない。
【００３７】
トナー回収部３６は、吸引ファン４０、集塵フィルター４１、吸引ダクト４２から構成される。
吸引ファン４０は、径が７０ｍｍのプロペラ及びモーター等を備えた軸流ファンである。吸引ファン４０は集塵フィルター４１と接続されており、さらに、集塵フィルター４１には、吸引ダクト４２が接続されている。吸引ダクト４２は、負荷付与部３５によって折られて分離した角状トナーＴを吸引可能な位置に吸引口４２ａが配置されている。
【００３８】
吸引ファン４０は、画像形成装置の制御部４によって通電制御が行われ、記録材Ｐが定着ニップＮを通過するタイミングに応じて吸引ファン４０の動作を制御する。
【００３９】
搬送ローラー３７は、トナー像が定着された記録材Ｐを定着装置３０の外に搬送させるための搬送手段である。
【００４０】
本発明の第１の実施形態に係る定着装置の動作について説明する。
記録材Ｐは、定着ニップＮに進入して、定着ベルト３２を架けた上加圧ローラー３３と下加圧ローラー３４に接触し、接触により加熱および加圧される。加熱および加圧により、記録材Ｐの定着面に形成されたトナー像が記録材Ｐに定着される。
【００４１】
ここで、記録材Ｐが、エンボス紙等の表面が凹凸している記録材の場合は、エンボス紙の凹部上のトナーを確実に定着させるために、定着温度が普通紙よりも高い温度の設定としている。このため、凸部上のトナーには、過剰な熱量が供給されることで過溶融状態となり、定着ニップＮを通過した直後には図５に示すように、凸部上の定着されたトナー像の一部が反って突起した角状トナーＴが発生する。その後、エンボス紙は、負荷付与部３５の上負荷ローラー３５ａと下負荷ローラー３５ｂで形成される負荷付与ニップＦを通過すると、エンボス紙の表面の凸部に発生した角状トナーＴが折られ、エンボス紙の表面から角状トナーＴが分離する。
【００４２】
負荷付与部３５を通過した後、分離した角状トナーＴは、エンボス紙の定着面上に残るため、トナー回収部３６の吸引ファン４０によって吸引ダクト４２の吸引口４２ａから吸引される。吸引された角状トナーＴは、吸引ダクト４２と吸引ファン４０の間に配置する集塵フィルター４１によって回収される。
【００４３】
上記構成を備えることで、まずは、負荷付与部３５により角状トナーに負荷を与えて、トナー像から角状トナーＴを分離させる。その後、記録材Ｐ上に分離した角状トナーＴを、トナー回収部３６によって除去できるので、定着ニップＮ以降の記録材の搬送経路において、搬送ローラー３７等の挟持搬送部材にトナーが付着することを防止することができる。よって、挟持搬送部材にトナー汚れが付着しないので、記録材のトナー汚れを防止することができる。
【００４４】
負荷付与部３５及びトナー回収部３６は、必ずしも定着装置内に配置しなくても構わなく、角状トナーが発生する定着ニップＮと、定着ニップＮよりも記録材の搬送経路下流に配置される記録材の定着面と接触する部材との間であれば、定着装置外に配置してもよい。
【００４５】
図６に、本発明の第１の実施形態に係る定着装置の動作制御のフローチャートを示す。
定着装置３０の動作について、図２の定着装置の構成および図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００４６】
定着装置３０の動作において、制御部４は、出力するジョブからトナー像を記録材に定着させる定着温度の設定情報を確認し、記録材表面の凹凸差が大きい記録材Ｐにトナー像を定着させるための凹凸紙対応設定か否かの判定を行う（ステップＳ１）。ここで、凹凸紙対応設定ではない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、定着温度は、記録材表面の凹凸差が比較的小さい記録材Ｐにトナー像を定着させるための第一の定着温度で定着を実行する（ステップＳ２）。ステップＳ２を実行した後、処理を終了する。
【００４７】
ステップＳ１にて、凹凸紙対応設定の場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、第一の定着温度よりも高い温度とする第二の定着温度に設定して定着を実行する（ステップＳ３）。第二の定着温度は、記録材表面の凹部上のトナーを定着させるために必要な熱量を供給可能とした温度である。ステップＳ３にて、第二の定着温度で定着を実行すると、記録材Ｐに定着したトナー像の表面に角状トナーＴが発生する。発生した角状トナーＴは、記録材Ｐの搬送経路の下流側に配置されている負荷付与部３５によって、記録材Ｐに定着されたトナー像から分離される。分離した角状トナーＴをトナー回収部３６で回収するために、制御部４の指示に基づいて吸引ファン４０が起動して吸引を実行する（ステップＳ４）。ステップＳ４を実行した後、処理を終了する。
【００４８】
実施例１において、トナー回収部３６は、記録材Ｐの定着面に対して非接触となる吸引手段を用いたが、例えば、記録材Ｐの定着面に対して不織布を接触させる回収手段としてもよい。
【００４９】
図３は、実施例１での、もう１つのトナー回収部３６の形態を示した図である。
トナー掻き取り手段５０は、不織布ロール５１、掻き取りローラー５２、巻き取りローラー５３から構成されている。トナー掻き取り手段５０は、負荷付与部３５の搬送方向下流側に配置されている。
【００５０】
不織布ロール５１は、金属製の芯金にナイロン繊維からなる不織布が何重にも巻かれたロールとなっている。不織布ロール５１は、記録材Ｐの搬送方向下流側に不織布を巻き取るための巻き取りローラー５３が接続されており、不織布ロール５１と巻き取りローラー５３の間には、不織布を記録材Ｐに押し当てて記録材上に分離した角状トナーＴを掻き取るための掻き取りローラー５２が配置されている。掻き取りローラー５２は、搬送方向に対して垂直方向に移動可能な可動式になっており、制御部４の指示によって、記録材Ｐの先端が、掻き取りローラー５２の位置に到達するタイミングに合わせて搬送経路上の記録材Ｐに押し当たるように移動し、不織布にテンションをかけた状態で記録材Ｐ上に押し当てる。記録材Ｐ上に折れた角状トナーＴは、押し当てられた不織布によって掻き取られ、記録材上から除去される。掻き取りローラー５２の直下に記録材Ｐが通過していない場合、例えば、先の記録材Ｐと次の記録材Ｐの間（記録材間）やジョブが終了した時には、掻き取りローラー５２は、搬送経路から離れる方向に移動して不織布のテンションを緩める。
【００５１】
掻き取りローラー５２によって角状トナーＴを掻き取った不織布と記録材Ｐとの接触部は、制御部４が、例えば、通紙枚数やトナー印字率等の情報に応じて巻き取りローラー５３を回転させて不織布を巻き取ることで位置を移動する。そして、次回、記録材Ｐと接触する不織布は、角状トナーＴが付着していない新しい不織布となる。
【００５２】
図４に、実施例２に係る定着装置の概略構成を示す。
図４において、図２に示した要件と同じ要件については同一の符号を付してある。
実施例２の形態において実施例１の形態と異なるところは、負荷付与部３５とトナー回収部３６との間に除電部５４を備えたことである。
【００５３】
除電部５４は、導電性繊維をブラシ状に束ねて接地された除電ブラシ５５と絶縁樹脂からなる除電ホルダー５６から構成されている。除電部５４は、記録材と非接触となるように配置されており、記録材Ｐの定着面に対してブラシ先端を垂らす方向で備えられている。
【００５４】
実施例１の構成において、負荷付与部３５によって、定着されたトナー像上に負荷がかかり、角状トナーＴがトナー像から分離する。折れた角状トナーＴは記録材Ｐ上に落下するが、この落下した角状トナーＴと記録材Ｐには、静電気力によって付着力が残っているため、折れた角状トナーＴが記録材Ｐに付着してしまう場合がある。
【００５５】
実施例２の形態は、トナー回収部３６での回収効率を高めるために、負荷付与部３５からトナー回収部３６までの搬送経路において、定着後のトナーと記録材Ｐの静電気力を除去するために除電ブラシ５５を備える。
【００５６】
上記構成によって、折れた角状トナーＴと記録材Ｐの静電的な付着力は弱まり、トナー回収部３６で確実に角状トナーＴを回収することができるので、定着ニップＮ以降の搬送経路において角状トナーＴが付着して汚れることがない。よって、記録材Ｐのトナー汚れを防止することができる。
【００５７】
実施例２の形態では、負荷付与部３５とトナー回収部３６との間の搬送経路上に配置させた構成としたが、定着ニップＮと負荷付与部３５との間の搬送経路上に配置させても同様の効果が得られる。
【００５８】
また、記録材Ｐの定着面と非接触で除電させる手段として、除電ブラシ５５の他には、ステンレス製の楔形状を有する除電針や、記録材Ｐの定着面を加湿させて除電させる加湿手段を備えたり、静電気除電装置（イオナイザー）を備えて、記録材Ｐと記録材Ｐに定着されたトナー間の静電気力とは異なる極性の電荷を記録材Ｐの定着面上に付与して、電荷を中和させてもよい。
【００５９】
図７に、実施例３に係る定着装置の概略構成を示す。
図７は、エアー分離手段を設けた定着装置に本発明を備えた定着装置を示す図である。
図７（ａ）は、エアー分離手段を設けた定着装置に実施例１に記載の負荷付与部３５とトナー回収部３６の構成を備えた定着装置を示し、図７（ｂ）は、エアー分離手段を設けた定着装置に実施例２に記載の負荷付与部３５、除電部５４、トナー回収部３６の構成を備えた定着装置を示す。エアー分離手段以外の構成は、図２および図４で示した定着構成と同一構成である。
【００６０】
エアー分離手段６０は、吹き付けファン６１と吹き付ける風を送る吹き付けダクト６２を備えている。
吹き付けファン６１は径が８０ｍｍのプロペラおよびモーター等を備えた軸流ファンであり、定着直後の記録材Ｐが定着ベルト３２に張り付いて分離不良を起こさないように、定着ニップ付近に吹き付ける風を発生させる。吹き付けファン６１には、吹き付けダクト６２が接続され、吹き付けダクト６２は、吹き付けファン６１から発生した風を記録材Ｐが確実に分離可能な位置に風を送るための送風規制部材である。吹き付けファン６１は、多翼ファン（シロッコファン）であっても構わない。
【００６１】
エアー分離手段を備えた定着装置にも本発明に係る負荷付与部３５、トナー回収部３６、除電部５４を備えることは有効であり、定着ニップＮで発生した角状トナーＴを記録材Ｐに定着されたトナー像から分離して回収するので、搬送ローラー３７等の部材に角状トナーＴが付着および蓄積することがなくなることから記録材Ｐのトナー汚れも防止することができる。
【００６２】
次に、負荷付与部３５によって記録材Ｐに定着されたトナー像から角状トナーＴを分離する際に生じる可能性のある画像濃度低下について説明する。
前述のように、記録材Ｐの表面の凹凸差が大きかったり、定着直後の冷却によって角状トナーＴは発生するが、負荷付与部３５、トナー回収部３６、除電部５４を備える構成において、記録材Ｐ上の定着されたトナー像に負荷を与えて角状トナーＴを分離させると、角状トナーＴが発生した記録材Ｐ上の表面が一部露出する可能性がある。角状トナーＴの回収量が多い場合は、記録材Ｐの表面の露出箇所も多くなるため、定着後の画像濃度が低下してしまう虞がある。
【００６３】
角状トナーＴの発生は、前述に示した要因に加えて記録材Ｐ表面上の未定着トナーの密集状態にも依存する。例えば、ベタ画像のようなトナーが密集している領域では発生し難く、ハーフトーン画像のようなトナーが比較的散在している領域では発生し易い傾向がある。
【００６４】
図８は凹凸を有する記録材Ｐ表面にトナーを定着させる前後の様子を示した図であり、図８（ａ）は、トナーが密集した領域を示し、図８（ｂ）は、トナーが散在した領域を示す。
図８（ａ）に示すようにトナーが密集している領域を定着すると、記録材Ｐ上に連続的に連なった未定着トナーは、熱量と加圧力が与えられて溶融し、記録材Ｐ表面の一面を覆う溶融トナーの層となる。溶融したトナーは、トナー同士の接着力が強く、また、溶融トナー層と記録材Ｐ表面との接着面積も大きいので、記録材Ｐ表面の凸部上のトナーが過溶融となっても定着ベルトと凸部上の過溶融トナーとの接触部の接着力を上回ることができ、角状トナーの発生を抑制すると考えられる。
【００６５】
一方、図８（ｂ）に示すようにトナーが散在している領域を定着すると、溶融したトナーは、トナー同士の接着力が弱く、また、溶融トナーと記録材Ｐ表面との接着面積も小さいので、定着ベルト側に過溶融トナーが引っ張られ易くなり、局部的に角状トナーが発生し易くなると考えられる。
【００６６】
画像濃度の低下を抑制する方法として、後述に示す手段によって、予め未定着トナーの付着量を画像濃度が大幅に変化しない程度に増やしてトナーの散在領域を減少させることが望ましい。トナーの散在領域を減少させることで角状トナーＴの発生箇所も減少するため、本発明の構成において角状トナーＴを分離しても記録材Ｐ上の表面の露出箇所が少なり、結果的に定着後の画像濃度の低下を抑制することができる。
【００６７】
トナー付着量を増やすための具体的な手段としては、例えば、スキャナー部２で変換された画像データに、画像処理を行ってトナー付着量を増やす方法がある。また、画像形成において、現像部２１に印加している現像バイアスを感光体ドラム１１に現像させるトナー付着量を増やす方向に設定することで、感光体ドラム１１上に現像させるトナー付着量を増やす方法もある。
【００６８】
トナー付着量をどの程度増やすかを設定する方法としては、トナー回収部３６後の記録材の搬送経路上に定着後の画像濃度を検知するインラインセンサー４３を備え、インラインセンサー４３で検出した画像濃度を制御部４に入力し、上記トナー付着量を増やす手段に対してフィードバックをかけることでトナー付着量を補正することができる。
【００６９】
図９は、本発明に係る定着装置において、負荷付与部３５に離間手段を備えた定着装置を示す。
【００７０】
本発明に係る定着装置では、記録材の種類に応じて、負荷付与部３５に離間手段を設け、制御部４の指示に基づいて離間制御を行うような構成としてもよい。例えば、コート紙などの記録材表面が平滑な記録材にトナー像を定着させる場合は、角状トナーＴは発生しないため負荷付与部３５を必要としない。このため、本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置において、ユーザーにより紙種設定情報が入力された制御部４は、設定された紙種情報に応じて負荷付与部３５を離間するか否かを判断する。離間すると判断した場合は、例えば、負荷付与部３５の圧接が解除され、上負荷ローラー３５ａが記録材の搬送経路から遠ざかる方向に移動する。また、負荷付与部３５の圧接解除に伴ってトナー回収部３６の吸引ファン４０も動作させずに吸引しない。
【００７１】
このような構成を備えることで、記録材表面の凹凸差が大きい記録材を定着する場合は負荷付与部３５が圧接され、記録材表面が平滑な記録材を定着する場合は負荷付与部３５の上負荷ローラー３５ａと下負荷ローラー３５ｂを離間することができるので、例えば、コシの弱い薄紙等を搬送させる場合でも、薄紙に過剰な負荷を与えることなく、紙しわ等の問題も発生させずに適切な搬送を行うことができる。また、例えば、定着温度や記録材の種類等の設定情報に基づいて、角状トナーＴが発生しない条件の場合は、記録材の負荷付与部３５の荷重を記録材が搬送できる程度までの荷重に弱めることも有効な手段である。
【００７２】
図１０は、定着ニップＮ以降の記録材の搬送経路を分岐させる分岐手段を備えた定着装置を示す。
図１０（ａ）は、トナー像を定着させた記録材を第一の搬送経路に搬送させる場合の経路図であり、図１０（ｂ）は、第二の搬送経路に搬送させる場合の経路図を示している。なお、図１０（ａ）および図１０（ｂ）を構成する部材については共通であるため、図１０として説明する。
【００７３】
図１０に示す構成は、記録材Ｐの種類に応じて定着後の搬送経路を異ならすことが特徴である。図１０は、実施例１に係る定着装置に加えて、分岐ガイド４４、第一の搬送経路４５、第二の搬送経路４６、第一の搬送ローラー３７ａ、第二の搬送ローラー３７ｂから構成されている。
【００７４】
分岐ガイド４４は、第一の搬送経路４５と第二の搬送経路４６のうち、どちらか一方の搬送経路に記録材Ｐを案内する機能を有しており、分岐ガイド４４は、支持部４４ａを支点として先端部４４ｂが上加圧ローラー３３側と下加圧ローラー３４側に可動するように構成されている。
【００７５】
分岐ガイド４４の動作は、制御部４の指示に基づいて動作し、制御部４には、ユーザーによって設定された紙種情報に応じて搬送させる搬送経路が予め設定されている。例えば、ユーザーが記録材の表面が平滑なコート紙を設定した場合、制御部４は、図１０（ａ）に示すように、分岐ガイド４４の先端部４４ｂを上加圧ローラー３３側に持ち上げて第二の搬送経路４６の搬送口を塞ぐことにより、コート紙を負荷付与部３５およびトナー回収部３６が備えられてない第一の搬送経路４５に導き、第一の搬送ローラー３７ａによって定着装置から搬送される。
【００７６】
一方、ユーザーが記録材表面の凹凸差が大きいエンボス紙等を設定した場合、制御部４は、図１０（ｂ）に示すように、分岐ガイド４４の先端部４４ｂを下加圧ローラー３４側に押し下げて第一の搬送経路４５の搬送口を塞ぐことにより、エンボス紙を第二の搬送経路４６に導き、負荷付与部３５およびトナー回収部３６を通過して定着ニップＮで発生した角状トナーＴを回収する。その後、第二の搬送ローラー３７ｂによって定着装置外に搬送される。
【００７７】
このように、定着後の搬送経路を複数備えることで、角状トナーＴが発生するような表面の凹凸差が大きい記録材については、負荷付与部３５およびトナー回収部３６を備えた第二の搬送経路４６に搬送させて角状トナーＴを回収することができ、角状トナーＴが発生しない記録材については、トナー像が定着した記録材に余計な負荷等を与えずに搬送することができる。
【００７８】
以上のように、本実施例によれば、定着ニップＮで発生した角状トナーＴを、記録材に定着させたトナー像から分離するための負荷付与部と、記録材上に分離した角状トナーＴを回収するトナー回収部を備えることで記録材のトナー汚れを確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０    画像形成装置
３０    定着装置
３５    負荷付与部
３６    トナー回収部
４０    吸引ファン
４１    集塵フィルター
４２    吸引ダクト
５４    除電部
５５    除電ブラシ
Ｆ      負荷付与部ニップ
Ｎ      定着ニップ
Ｐ      記録材
Ｔ      角状トナー
【図１】
2015230372.tif 000003
【図２】
2015230372.tif 000004
【図３】
2015230372.tif 000005
【図４】
2015230372.tif 000006
【図５】
2015230372.tif 000007
【図６】
2015230372.tif 000008
【図７】
2015230372.tif 000009
【図８】
2015230372.tif 000010
【図９】
2015230372.tif 000011
【図１０】
2015230372.tif 000012