(57)【要約】【課題】補助ローラに蓄積したトナーや紙粉が脱落し、定着回転体を介して記録媒体に転写され、画像ノイズを発生させない定着装置を提供する。【解決手段】表面にトナーＴにより画像が形成された記録媒体Ｓを、挟み込んで加圧しながら加熱することでトナーＴを溶融して記録媒体Ｓに定着する２つの定着回転体２２，２３と、定着回転体２２，２３の少なくともいずれかに当接して、定着回転体２２，２３の機能を補助する補助ローラ２４とを有する定着装置６において、補助ローラ２４の表面にＰＦＡ粉体樹脂を焼成してなるコーティング層を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナーにより画像が形成された記録媒体を挟み込んで加圧しながら加熱することで、前記トナーを溶融して前記記録媒体に定着する一対の定着回転体と、
前記定着回転体のいずれかに当接して、前記定着回転体の機能を補助する補助ローラとを有し、
前記補助ローラの表面にＰＦＡ粉体樹脂を焼成してなるコーティング層を形成したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記補助ローラの表面のコーティング層は、厚さが２０μｍ以上、４０μｍ以下であ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】
前記補助ローラは、前記定着回転体に当接して従動回転することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記補助ローラを加熱する加熱手段をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置用の定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、熱源を有する加熱ローラと加熱ローラに押圧される加圧ローラとのような一対の定着回転体でトナー画像が形成された記録紙などの記録媒体を挟み込んで加圧しながら加熱することで、トナー画像を溶融して記録紙に定着させる定着装置が使用されている。
【０００３】
定着装置の定着回転体には、記録紙上のトナーの一部や紙粉などが付着してしまう場合がある。これらの定着回転体に当接して熱を均一化する均熱ローラのような補助ローラがあると、定着回転体に付着したトナーが補助ローラ上に移動して蓄積し、やがて、成長したトナーの塊が補助ローラから脱落し、定着回転体を介して記録紙に転写されてしまう場合がある。このように補助ローラから脱落して記録紙に転写されたトナーは、記録紙に意図しないトナー画像である画像ノイズを生成し、画像品質を低下させるという問題がある。
【０００４】
例えば特許文献１には、定着回転体に当接するクリーニングローラを設けて定着回転体に付着したトナーや紙粉を回収する技術が開示されている。特許文献１の定着装置では、クリーニングローラに、回収したトナーなどを保持させるためにバイアス電圧を印加するようになっている。しかしながら、バイアス電圧を印加して回収したトナーなどを保持するには、定着装置のコストアップや、電磁ノイズの発生が伴う。
【特許文献１】特開平８−１１０７４２号公報
【特許文献２】特開２００２−３５１２４８号公報
【特許文献３】特開平８−６９１９７号公報
【特許文献４】特開平８−２８６５４６号公報
【特許文献５】特開平９−２１１８６０７号公報
【特許文献６】特開平１１−６５３４６号公報
【特許文献７】特開２００２−１８２５０８号公報
【特許文献８】特開２００５−４９５１２号公報
【特許文献９】特開２００１−１６６６２６号公報
【特許文献１０】特開２００３−２９５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記問題点に鑑みて、本発明は、補助ローラに蓄積したトナーや紙粉が脱落し、定着回転体を介して記録媒体に転写され、画像ノイズを発生させない定着装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明による定着装置は、表面にトナーにより画像が形成された記録媒体を挟み込んで加圧しながら加熱することで、前記トナーを溶融して前記記録媒体に定着する一対の定着回転体と、前記定着回転体のいずれかに当接して、前記定着回転体の機能を補助する補助ローラとを有し、前記補助ローラの表面にＰＦＡ粉体樹脂を焼成してなるコーティング層を形成したものとする。
【０００７】
この構成によれば、定着回転体よりも補助ローラの離型性を高くすることができるので、定着回転体に付着したトナーや紙粉などは、視認困難な微粉のまま、すぐに記録媒体に転写される。このため、トナーや紙粉が集合して記録媒体に付着し、視認可能な画像ノイズを生成することがない。
【０００８】
本発明の定着装置において、前記補助ローラの表面のコーティング層の厚さを、２０μｍ以上にすれば膜切れせず、４０μｍ以下にすれば凹凸なく均一なコーティング層が形成できる。
【０００９】
また、本発明の定着装置において、前記補助ローラは、前記定着回転体に当接して従動回転してもよい。
【００１０】
また、本発明の定着装置は、前記補助ローラを加熱する加熱手段をさらに有してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、補助ローラの表面に離型性の高いコーティング層を形成することで、定着回転体に付着したトナーや紙粉を回収するのではなく、凝集して視認可能な大きさに成長する前に、記録媒体に付着させることで、記録媒体に視認可能な画像ノイズを生じさせないようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の定着装置を有する画像形成装置１を示す。画像形成装置１は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによって画像を形成する４つの現像ユニット２と、転写ベルト３と、各現像ユニット２が形成したトナー画像を静電力で転写ベルト３にそれぞれ転写する１次転写ローラ４と、転写ベルト３に転写されたトナー画像を記録紙（記録媒体）Ｓに静電力で転写する２次転写ローラ５と、本発明の１つの実施形態であり、記録紙Ｓを加熱してトナー画像を定着させる定着装置６と、各現像ユニット２にそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを供給する４つのトナーカートリッジ７とを有している。
【００１３】
各現像ユニット２は、それぞれ、回転するドラム状の感光体８と、感光体８を帯電させる帯電器９と、帯電した感光体８を露光して静電潜像を形成する露光器１０と、静電潜像にトナーＴを付着させてトナー画像を形成する現像器１１と、感光体９の表面のトナーを掻き落とすクリーナ１２とを有している。
【００１４】
転写ベルト３は、回転駆動される駆動ローラ１３と、従動ローラ１４と、張力を与えるテンションローラ１５とに掛け渡されて、駆動ローラ１３によって矢印方向に回動する。また、画像形成装置１は、転写ベルト３の表面に残留するトナーを除去するクリーナユニット１６を有している。
【００１５】
記録紙Ｓは、給紙部１７に供給され、供給ローラ１８で１枚ずつ送り出され、搬送ローラ１９で２次転写ローラ５に搬送され、定着装置６を通って排紙ローラ２０によって排紙部２１に排出される。
【００１６】
さらに、図２に、定着装置６の詳細を示す。定着装置６は、定着ローラ２２と、定着ローラに向かって押圧される加圧ローラ２３と、加圧ローラ２３に押圧される均熱ローラ（補助ローラ）２４と、定着ローラ２２を加熱する定着ヒータ２５と、均熱ローラ２４を加熱する均熱ヒータ２６とを有する。
【００１７】
定着ローラ２２は、ステンレス製の芯金２２ａの表面にシリコンスポンジゴム層２２ｂを設け、さらに、表面に、ニッケルの電鋳スリーブにシリコンゴムとＰＦＡチューブとを被覆した無端ベルト２２ｃを嵌装してなる。
【００１８】
加圧ローラ２３は、鉄製の芯金２３ａにシリコンスポンジゴム層２３ｂを設け、表面をＰＦＡチューブ２３ｃで被覆してなる。
【００１９】
均熱ローラ２４は、アルミニウム合金性の芯金（例えば外径２１ｍｍ、肉厚３ｍｍのパイプ）２４ａの表面をサンドブラスト処理し、プライマーをエアスプレーガンによって塗布して約３０分送風乾燥し、ＰＦＡ粉体樹脂を静電塗装機により粉体塗装し、３８０℃〜４００℃で２０分〜４０分焼成するこことで、芯金２４ａの表面に膜厚２０μｍ〜４０μｍのコーティング層２４ｂを形成してなる。このコーティング層２４ｂにより、均熱ローラ２４の表面は、接触角法で１１０°〜１１５°の非常に高い離型性を有する。
【００２０】
定着ローラ２２は、不図示のモータによって回転駆動され、加圧ローラ２３は、定着ローラ２２に圧接されることで、定着ローラ２２に従動回転するようになっている。また、均熱ローラ２４は、加圧ローラ２３に圧接されて加圧ローラ２３に従動回転するようになっている。
【００２１】
定着ローラ２２は、本実施形態では誘導加熱装置からなる定着ヒータ２５によって加熱され、加圧ローラ２３は、主に定着ローラ２２からの熱伝導で加熱される。熱導電率の高いアルミニウム合金からなる均熱ローラ２４は、加圧ローラ２３に当接して加圧ローラ２３の高温部の熱を低温部に移動させることで、加圧ローラ２３の表面温度を軸方向に均一にする。つまり、均熱ローラ２４は、加圧ローラ２３が記録紙Ｓを均一に加熱できるように、その機能を補助している。均熱ヒータ２６は、均熱ローラ２４から外部に放散する熱を補償する。
【００２２】
定着ローラ２２と加圧ローラ２３とは、トナーＴで画像が形成された記録紙Ｓを挟み込み、加圧しながら加熱することで、トナーＴを溶融して記録紙Ｓに定着させる一対の定着回転体として機能する。記録紙Ｓは、トナーＴによる画像が形成された面が、定着ローラ２２に当接するように通紙される。
【００２３】
本実施形態の定着装置６では、加圧ローラ２３よりも均熱ローラ２４の離型性が高いので、加圧ローラ２３に付着したトナーや紙粉などの異物は、均熱ローラ２４に転写されることがなく、加圧ローラ２３上に留まる。ここで、新たに記録紙Ｓが通紙されると、加圧ローラ２３に付着している異物は、記録紙Ｓに転写される。
【００２４】
このように、加圧ローラ２３に付着したトナーなどの異物は、加圧ローラ２３上の位置を変えずに次の記録紙Ｓに転写されるので、他の異物と凝集して塊を生成しない。このため、加圧ローラ２３から記録紙Ｓに転写されたトナーは、単独の粒子が分散して存在するにすぎず、人間の視覚により認識できるだけの大きさを有していない。
【００２５】
また、定着ローラ２２に付着したトナーなどの異物は、記録紙Ｓを通紙していない状態で、加圧ローラ２３に転写される可能性があるが、これらの異物も、凝集して大きな塊になる前に記録紙Ｓに転写されて排出されるので、記録紙Ｓに画像ノイズとして認識される可能性が極めて低い。
【００２６】
また、離型性の高い均熱ローラ２４には異物が付着しないので、均熱ローラ２４をクリーニングする必要がなく、コストが低減できる。
【００２７】
前記実施形態の定着装置と、表面をコーティングしていないアルミニウム合金からなる均熱ローラを有し、他の構成が前記実施形態と同じ従来の定着装置と、アルミニウム合金性の芯金の表面にフッ素樹脂からなる膜厚２０μｍ〜４０μｍの、接触角法で１０８°〜１１２°の離型性を有するコーティング層を形成してなる均熱ローラを有する比較例の定着装置とを用いて、実際に記録紙Ｓに発生する汚れを確認する実験を行った。
【００２８】
実験では、９０ｇ／ｍ２のＡ４サイズのコピー用紙１０００枚に、連続して、画像濃度２０％の文字をモノクロ印字して、コピー用紙の表裏に最小径０．３ｍｍ以上の予定しないトナー像が合計５個以上現像されているものを画像ノイズが発生したものとしてカウントした。
【００２９】
この実験の結果、それぞれの定着装置において、以下のような画像ノイズの発生率となった。
【表１】
2008250092.tif 000003
【００３０】
このように、本発明によって、画像ノイズの発生率は大きく改善されている。なお、この画像ノイズ発生率は、実用上よりもかなり厳しい基準を基にしてカウントした数字であり、一般ユーザがノイズを意識するのは、これらの画像ノイズが密集して発生したような場合である。実際には、本実験の画像ノイズ発生率が約２０％以下であれば、一般ユーザが気になるような大きな画像ノイズは殆ど発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の定着装置を備える画像形成装置の概略図。
【図２】本発明の定着装置の断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１  画像形成装置
６  定着装置
２２  定着ローラ（定着回転体）
２３  加圧ローラ（定着回転体）
２４  均熱ローラ（補助ローラ）
２４ａ  芯金
２４ｂ  コーティング層
２５  定着ヒータ
２６  均熱ヒータ
Ｓ  記録紙（記録媒体）
Ｔ  トナー
【図１】
2008250092.tif 000004
【図２】
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