(57)【要約】【課題】中間転写ベルトあるいは定着部材などの回転体に過剰なワックスが残留するのを防止し、ワックスによる画像劣化を防止するとともに、安定的にかつ長期的に回転体の離型性を維持する画像形成装置を提供する。【解決手段】その表面にトナー画像及びワックスが接触して回転される回転体と、第一の位置で当該回転体の表面温度を当該ワックスの融点以上に加熱する加熱手段と、当該回転体の表面温度が当該ワックスの融点を下回る第二の位置で当該回転体表面に圧接されるワックス除去部材とを有する。【選択図】　　図１
2004038022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その表面にトナー画像及びワックスが接触して回転される回転体と、第一の位置で当該回転体の表面温度を当該ワックスの融点以上に加熱する加熱手段と、当該回転体の表面温度が当該ワックスの融点を下回る第二の位置で当該回転体表面に圧接されるワックス除去部材とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記回転体はトナー画像を保持する中間転写回転体であり、前記加熱手段は当該中間転写体上のトナー画像を記録媒体上に転写させる転写加熱手段である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記回転体は記録媒体上に保持されたトナー画像と接触する定着回転体であり、前記加熱手段は記録媒体上に保持されたトナー画像を定着させる定着加熱手段である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ワックス除去部材は、前記回転体に当接する第一のワックス除去部材と、当該第一のワックス除去部材に当接する第二のワックス除去部材とを備え、当該第一のワックス除去部材はロールである請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、より詳しくは、トナーオフセット防止用の余剰ワックスを除去する技術に係る。
【０００２】
【従来の技術】
一方、中間転写ベルトを有するフルカラー画像形成装置においては、従来の静電転写における転写電界の環境依存の影響を排し、高画質を得るためにトナー画像を用紙へ転写する工程を加熱と加圧により行うシステムが例えば、特開平１１−６５３３０号公報に開示されている。この場合、転写と定着は同時に行われ、トナー画像は中間転写ベルト上で加熱溶融されることになる。トナー画像の転写性と定着性とを満足させるため、中間転写ベルトは耐熱性とともに離型性が要求される。このため、中間転写ベルトは特開昭５９−５０４７３号広報に示されるように電気抵抗制御を行った耐熱性のあるポリイミド等の表面にトナーとの離型性を向上させるためのシリコーンゴム等がコーティングされた構成となっている。しかし、シリコーンゴムの熱劣化や低分子のオイル成分の消耗で離型性が悪化するため徐々にオフセットが発生する問題がある。
【０００３】
また、フルカラー画像形成装置では、記録媒体上でトナーによる色再現性を保証するため溶融時に流動性の高いトナーを用いるため、定着装置において、定着部材は離型性にすぐれ、かつ、トナー画像表面に密着するように弾性を有したシリコーンゴム層を表面に有するとともに、定着部材表面に多量のシリコーンオイルを塗布している。しかし、シリコーンオイルを塗布するためには複雑かつ高価な装置を設ける必要がある。さらに、シリコーンオイルはシリコーンゴム層に浸透し、シリコーンゴムが膨潤してしまうとともにシリコーンゴム層と金属コアローラ間の接着層を劣化させるため、定着部材の寿命が短くなるという問題がある。
【０００４】
これらオフセットや定着部材の短寿命化の問題を解決するため、離型剤としてワックスを用いる方法が考えられる。例えば、特開平６−３０８７５９号公報あるいは特開平８−４４１１０号公報ではトナーにワックスを含有させることで離型性を保持する方法が開示されている。これにより、中間転写ベルトとトナー間あるいは定着部材とトナー間にワックスが介在するとともに、一部ワックスが中間転写ベルトあるいは定着部材に移行残留することで離型性を保持できる。また、中間転写ベルトや定着部材にワックスを供給することも考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、トナー画像を中間転写ベルトから記録材に転写同時定着を行う装置においては、中間転写ベルト表面の離型維持層であるシリコーンゴムとワックスの親和性が高く、トナーに添加したワックスが中間転写ベルト表面に過剰に残留し、画像形成サイクルを繰り返すと、この残留ワックスが高温である転写定着領域を何度も通過することで熱劣化し離型性が悪化してしまうという問題がある。また、この残留ワックスが中間転写ベルトから感光体に移行し感光体を汚染するため、感光体の帯電特性が変化し、トナーすじあるいは像欠け等の画像欠陥を引き起こすという問題も発生する。　また、定着装置においても、定着部材に残留したワックスは、定着サイクルを繰り返すと、残留ワックスが高温である加熱加圧領域を何度も通過することで熱劣化し離型性が悪化してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的は中間転写ベルトあるいは定着部材などの回転体に過剰なワックスが残留するのを防止し、ワックスによる画像劣化を防止するとともに、安定的にかつ長期的に回転体の離型性を維持する画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その表面にトナー画像及びワックスが接触して回転される回転体と、第一の位置で当該回転体の表面温度を当該ワックスの融点以上に加熱する加熱手段と、当該回転体の表面温度が当該ワックスの融点を下回る第二の位置で当該回転体表面に圧接されるワックス除去部材とを有することを特徴とするものである。ここで、第二の位置ではワックスが完全に固体状態となる温度になっていることが好ましく、その温度はワックスの融点より少なくとも２０℃以上低い温度であることが望ましい。また、ワックスの融点は、画像形成装置の機内温度以上（例えば、４０°Ｃ以上）、かつ、トナーの融点以下（例えば、１４０°Ｃ以下）であることが望ましい。
【０００８】
ここで、ワックス除去部材により除去するワックスは、トナーに（予め）添加されているものでもよいし、ワックス供給手段により前記回転体に供給されるものでもよい。つまり、トナーに（予め）添加されていたワックスで転写定着工程において中間転写ベルトに転移したもの、ワックス塗布装置（ワックス供給手段）により中間転写ベルトに塗布したワックスで転写定着工程後中間転写ベルトに残留したもの、トナーに（予め）添加されていたワックスで定着工程において定着ベルトに転移したもの、および、ワックス塗布装置（ワックス供給手段）により定着ベルトに塗布したワックスで定着工程後定着ベルトに残留したもの等が対象となる。さらにそのワックスとしては、天然ワックスでも合成ワックスでも良い。例えば、石油ワックスであるパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、植物系ワックスであるカルナウバワックス、キャンデリラワックス、動物系ワックスである蜜蝋、鯨蝋、あるいは合成ワックスであるポリエチレンワックス、アミドワックス等があげられる。また、これらの変性物あるいは混合物でもよい。
【０００９】
本発明のより具体的な一態様としては、熱転写方式の画像形成装置、すなわち前記回転体はトナー画像を保持する中間転写回転体であり、前記加熱手段は当該中間転写体上のトナー画像を記録媒体上に転写させる転写加熱手段である態様が挙げられる。より具体的には、前記中間転写回転体は中間転写無端ベルトであり、当該中間転写無端ベルトに対し前記第一の位置においてその内側から当接する内側転写ロールと、当該中間転写無端ベルトを挟み当該内側転写ロールと対峙する外側転写ロールとを備え、前記転写加熱手段はこれら内側転写ロールと外側転写ロールとの少なくとも一方を加熱するものが挙げられる。
【００１０】
このような画像形成装置において、搬送される記録媒体は、前記中間転写無端ベルトと外側転写ロールとが形成するニップ部分を通過する際に当該中間転写無端ベルトからトナー画像が転写され、当該ニップ部分通過直後に当該中間転写無端ベルトから剥離される。
【００１１】
本発明のより具体的な他の一態様としては、転写定着方式の画像形成装置、すなわち前記回転体はトナー画像を保持する中間転写回転体であり、前記加熱手段は当該中間転写体上のトナー画像を記録媒体上に転写及び定着させる転写定着加熱手段である態様が挙げられる。より具体的には、前記中間転写回転体は中間転写無端ベルトであり、当該中間転写無端ベルトに対し前記第一の位置においてその内側から当接する内側転写定着ロールと、当該中間転写無端ベルトを挟み当該内側転写定着ロールと対峙する外側転写定着ロールとを備え、前記転写定着加熱手段はこれら内側転写定着ロールと外側転写定着ロールとの少なくとも一方を加熱するものが挙げられる。
【００１２】
このような画像形成装置において、搬送される記録媒体は、前記中間転写無端ベルトと外側転写定着ロールとが形成するニップ部分を通過する際に当該中間転写無端ベルトからトナー画像が転写及び定着され、当該ニップ部分通過直後に当該中間転写無端ベルトから剥離されるものでもよいし、搬送される記録媒体は、前記中間転写無端ベルトと外側転写定着ロールとが形成するニップ部分を通過する際に当該中間転写無端ベルトからトナー画像が転写及び定着され、当該記録媒体は当該ニップ部分通過後も当該中間転写無端ベルトに密着し、当該中間転写無端ベルトの回転方向の第一の位置から第二の位置に至るまでの中間位置において当該中間転写無端ベルトから剥離されるものでもよい。
【００１３】
本発明のより具体的な他の一の態様としては、熱定着方式の画像形成装置、すなわち、前記回転体は記録媒体上に保持されたトナー画像と接触する定着回転体であり、前記加熱手段は記録媒体上に保持されたトナー画像を定着させる定着加熱手段である態様が挙げられる。
【００１４】
より具体的には、前記定着回転体は定着無端ベルトであり、当該定着無端ベルトに対し前記第一の位置においてその内側から当接する内側定着ロールと、当該定着無端ベルトを挟み当該内側定着ロールと対峙する外側定着ロールとを備え、前記定着加熱手段はこれら内側定着ロールと外側定着ロールとの少なくとも一方を加熱するものが挙げられる。このような画像形成装置では、搬送される記録媒体は、前記定着無端ベルトと外側定着ロールとが形成するニップ部分を通過後も当該定着無端ベルトに密着し、当該定着無端ベルトの回転方向の第一の位置から第二の位置に至るまでの中間位置において当該定着無端ベルトから剥離される。
【００１５】
また、前記定着回転体は画像側定着無端ベルトであり、当該画像側定着無端ベルトに対し前記第一の位置においてその内側から当接する内側定着ロールと、非画像側定着無端ベルトと、これら画像側定着無端ベルト及び非画像側定着無端ベルトを挟み当該内側定着ロールと対峙する外側定着ロールとを備え、前記定着加熱手段はこれら内側定着ロールと外側定着ロールとの少なくとも一方を加熱するものが挙げられる。このような画像形成装置では、搬送される記録媒体は、前記画像側定着無端ベルトと非画像側定着無端ベルトとが形成するニップ部分を通過後も両定着無端ベルトに挟まれ、当該画像側定着無端ベルトの回転方向の第一の位置から第二の位置に至るまでの中間位置において当該画像側定着無端ベルトから剥離される。
【００１６】
前記ワックス除去部材のより具体的な態様としては、前記回転体に当接する第一のワックス除去部材と、当該第一のワックス除去部材に当接する第二のワックス除去部材とを備えるよう構成することができる。さらに、当該第二のワックス除去部材に当接する第三のワックス部材を備えるよう構成することもできる。ここで、前記第一のワックス除去部材は、ローラ形状で、望ましくはワックスを付着し易い金属ローラにすることができる。さらに第一のワックス除去部材は、感光体と同質材料で構成することが好ましい。第二のワックス除去部材としては、より安定して第一のワックス除去部材のワックス除去能力を維持するために、ブラシローラが望ましい。さらに、ブラシローラによる第一のワックス除去部材のクリーニング能力の維持し、強いてはワックス除去能力を維持するためには、ブラシローラの繊維密度は１００Ｋ本／ｉｎｃｈ２以下にすることが好ましい。そして、第三のワックス除去部材としては、前記ブラシローラのブラシ部分と接触するフリッカーバーとして構成することができる。
【００１７】
【発明の実施による形態】
実施例１　次に図面を適宜参照しつつ、実施例に基いて本発明の実施による形態を説明する。勿論、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【００１８】
図１は本発明に係るワックス除去装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。図１において、カラー複写が可能な画像形成装置Ｆは、上部にコピースタートボタン、テンキー、表示部等を有するＵＩ（ユーザーインターフェース）と、原稿１を載置する透明なプラテンガラス２とを有している。プラテンガラス２の下側には、前記原稿１を照明しながら走査する原稿照明ユニット３が配置されている。原稿照明ユニット３は、原稿照明用光源４および第一ミラー５を有している。また、プラテンガラス２の下側には、前記原稿照明ユニット３の移動速度に対し１／２の速度で移動するミラーユニット６が配置されている。ミラーユニット６は、前記照明用光源４から射出して原稿１で反射し、前記第一ミラー５で反射した原稿画像光を反射する第二ミラー７および第三ミラー８を有している。
【００１９】
前記第三ミラー８で反射した原稿画像光は結像レンズ９を通って、ＣＣＤ（カラー画像読み取りセンサー）によりＲ，Ｇ，Ｂのアナログ信号として読み取られる。　ＣＣＤで読み取られたＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の画像信号は、ＩＰＳに入力される。ＩＰＳの作動はコントローラＣにより制御されている。
【００２０】
また、ＩＰＳは、前記ＣＣＤで得られるＲ，Ｇ，Ｂの読み取り画像のアナログ電気信号からデジタル信号に変換して出力する画像読み取りデータ出力手段１１および前記ＲＧＢの画像データをＫ（黒）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）およびＣ（シアン）の画像データに変換して濃度補正、拡大縮小補正等のデータ処理を施し、書き込み用画像データ（レーザー駆動データ）として出力する画像データ出力手段１２を有している。前記画像データ出力手段１２は前記Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの画像データを一時的に記憶する画像メモリ１３を有している。
【００２１】
前記ＩＰＳの書き込み画像データ出力手段１２が出力するＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの４色の画像書き込みデータ（レーザー駆動データ）は、レーザー駆動信号出力装置１４に入力される。レーザー駆動信号出力装置１４は、入力された画像データに応じたＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ各色の成分の画像のレーザー駆動信号を所定のタイミングで、ＲＯＳ（光走査装置）に出力する機能を有している。
【００２２】
前記ＲＯＳは、入力された前記レーザー駆動信号により変調されたレーザービームＬにより、回転する像担持体１６の静電潜像書き込み位置Ｑ１を走査する。回転する前記像担持体１６は、帯電ローラ１７により一様に帯電された後、前記静電潜像書き込み位置Ｑ１において、前記レーザービームＬにより静電潜像が書き込まれるように構成されている。
【００２３】
前記像担持体１６の移動方向に沿って、前記静電潜像書き込み位置Ｑ１の下流側の現像領域Ｑ２には、前記静電潜像をトナー像に現像するロータリー式の現像ユニット（現像装置）Ｄが配置されている。前記現像ユニットＤは、回転軸１８周囲に装着したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色の現像器Ｄｙ，Ｄｍ，Ｄｃ，Ｄｋを有しており、前記回転軸１８が回転することにより、前記４色の現像器Ｄｙ，Ｄｍ，Ｄｃ，Ｄｋが順次前記現像領域Ｑ２に移動するように構成されている。前記現像器Ｄｙ，Ｄｍ，Ｄｃ，Ｄｋは、像担持体１６上の静電潜像をＫ（黒），Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の各色のトナー像に現像する装置である。なお、各トナーには、ワックスが添加されている。
【００２４】
前記回転する像担持体１６の表面に沿って前記現像領域Ｑ２の下流側に設定された転写位置Ｑ３には、中間転写ベルト（回転体：中間転写回転体）Ｂおよび一次転写ローラ２１が配置されている。また、回転する像担持体１６に沿って、転写位置Ｑ３の下流側にはクリーナーユニット２２が配置されている。中間転写ベルトＢは、電気抵抗制御を行った７０μｍ厚のポリイミドフィルムの表面に８０μｍのシリコーンゴムをコーティングした構成となっている。また、中間転写ベルトＢの幅は３４０ｍｍである。
【００２５】
前記中間転写ベルトＢは、駆動ローラ２３、テンションローラ２４、アイドラーローラ２５，２８、二次転写バックアップローラ２６およびクリーナー対向ローラ２７の６本のローラで張架されており、図示しない駆動装置により前記像担持体１６とほぼ同一速度で前記駆動ローラ２６により矢印方向Ａへ回転する。中間転写ベルトＢの周辺には、前記中間転写ベルトＢに対して前記二次転写バックアップローラ（内側転写ロール）２６と対向する側に二次転写ローラ（外側転写ロール）３１とが配置されている。
【００２６】
前記二次転写ローラ３１および前記二次転写バックアップローラ２６はそれぞれ内部にハロゲンランプ（加熱手段：転写加熱手段）３１ａ、２６ａを備えており所定の温度（ワックスの融点以上）になるようにコントロールされており、ニップ内でトナー像を加熱、加圧することで前記中間転写ベルトＢ上のトナー像を用紙に溶融転写する。
【００２７】
また、前記中間転写ベルトＢの表面に残留する未転写トナーを除去するためのベルトクリーニングローラ３２と二次転写ローラ表面のトナーを除去するための二次転写クリーニングローラ３３が配置されている。前記ベルトクリーニングローラ３２および前記二次転写クリーニングローラ３３は、所定の温度になるようにコントロールされており、また、表面にはトナーと溶融粘度の等しい粘着樹脂層が設けられている。
【００２８】
前記二次転写ローラ３１および前記ベルトクリーニングローラ３２は、前記中間転写ベルトＢに対し圧接、離間可能に構成されている。また、前記二次転写クリーニングローラ３３は、前記二次転写ローラ３１に対し圧接、離間可能に構成されている。　給紙トレイ３４からガイド搬送路３５を通って前記二次転写位置Ｑ４に搬送された用紙には、二次転写位置（第一の位置）Ｑ４を通過する際に中間体転写ベルトＢ上のトナー像が溶融転写される。このとき、用紙上の転写トナー像は仮定着状態となっている。
【００２９】
このトナー像が転写された用紙は、用紙ガイド部材３６上面に沿って移動し、さらに搬送ベルト３７を通って定着位置Ｑ５に搬送される。用紙が前記定着位置Ｑ５を通過するときに用紙上の仮定着トナー像は定着装置３８によって定着され、排紙トレイ３９に排出されるように構成されている。
【００３０】
前記中間転写ベルトＢ上で前記アイドラーローラ２８と対向する位置にはワックス除去ロール（ワックス除去部材：第一のワックス除去部材）５１が配置されている。前記ワックス除去ロール５１は、ローラ外径がφ３０、ローラ長が３６０ｍｍの金属パイプの表面をニッケルメッキしたローラ構成としている。金属パイプの材質はＡ５０５２を用いている。前記アイドラーローラ２８は、ローラ外径φ１８、ローラ長３６０ｍｍで表面に３ｍｍ厚のＥＰＤＭゴム（Ｈｓ硬さ６０）層を有している。前記ワックス除去ロール５１は対向する前記アイドラーローラ２８に所定の荷重で圧接／離間可能に設けている。圧接力は１０Ｎとしている。
【００３１】
前記ワックス除去ロール５１の表面にはブラシローラ（ワックス除去部材：第二のワックス除去部材）５２が所定の食い込み量を有するように配置されている。さらに前記ブラシローラ５２に所定の食い込み量を有するようにフリッカーバー（ワックス除去部材：第三のワックス除去部材）５３が配置されている。
【００３２】
画像形成開始時、駆動ローラ２３は図示しない駆動系により回転し、これにより前記中間転写ベルトＢが回転する。このとき、ワックス除去ロール５１は、ベルトクリーニングローラ３２とともに中間転写ベルトＢから離間している。
【００３３】
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の画像を形成後、記録材が二次転写位置Ｑ４を通過し、トナー画像が記録材に転写すると同時に、ベルトクリーニングローラ３２とともにワックス除去ロール５１を図示しない駆動系により前記中間転写ベルトＢに圧接する。中間転写ベルトＢに圧接することで前記クリーニングローラ３２および前記ワックス除去ロール５１は従動回転する。このとき、ワックス除去ロール５１が圧接する位置（第二の位置）は、前記中間転写ベルトＢの表面温度がワックスの融点以下、ここでは５０℃以下になる位置としている。これにより、中間転写ベルトＢ上の残留トナーは前記ベルトクリーニングローラ３２によって除去され、残留ワックスは前記ワックス除去ロール５１によって除去される。
【００３４】
また、ワックス除去ロール５１が圧接するとき、ブラシローラ５２は図示しない駆動系により前記ワックス除去ロール５１とは反対の回転方向でかつ周速差が対ワックス除去ロール５１の４倍で回転する。これにより、前記ワックス除去ロール５１より除去されたワックスは、前記ブラシローラ５２によって前記ワックス除去ロール５１から取り除かれ、図示しないエアーダクトを通ってワックス回収フィルターに送られる。また、前記ブラシローラ５２に付着した一部のワックスもフリッカーバー５３によって叩き落とされ図示しないエアーダクトを通ってワックス回収フィルターに送られる。記録材に転写定着するため前記中間転写ベルトＢが一回転した後、ベルトクリーニングローラ３２とワックス除去ロール５１は図示しない駆動系により前記中間転写ベルトＢから離間する。
【００３５】
以降、画像形成が終了するまでこの動作を繰り返す。
【００３６】
また、前記定着装置３８は、定着ベルト４１および加圧ベルト４５により記録材を挟持搬送することで用紙にトナー画像を定着するものである。定着ベルト４１および加圧ベルト４５は、ともに７０μｍ厚のポリイミドフィルムの表面に８０μｍのシリコーンゴムをコーティングした構成となっている。定着ベルト４１は、加熱ローラ４２、剥離ローラ４３およびテンションローラ４４によって張架されており、加圧ベルト４５は、加圧ローラ４６、剥離ローラ４７およびテンションローラ４８によって張架されている。
【００３７】
加熱ローラ４１および加圧ローラ４６は各々加熱手段を有しており、所定の温度になるように制御されている。加熱ローラ４２は図示しない駆動系により回転することで、加圧ローラ４６が従動回転し、結果として定着ベルト４１および加圧ベルト４５は矢印の方向に回転する。画像形成時、トナー画像が仮定着された用紙はＱ５から前記定着装置３８に進入し、加熱ローラ４２および加圧ローラ４６の熱によりトナーの溶融温度まで定着ベルト４１と加圧ベルト４５とともに加熱される。さらに、記録材は剥離ローラ４３と４７の挟持部まで搬送されるが、ここに至るまでにトナーの融点以下の温度までに冷却される。前記剥離ローラ４３と４７の挟持部において、記録材は前記定着装置３８から剥離され機外に排出される。
【００３８】
次に、本発明の効果を確認するために行った実験の一部を説明する。
【００３９】
実験１　第一に、ワックス除去部材の有無と中間転写ベルトＢの離型性との関係についての実験を説明する。
【００４０】
図２は、画像形成動作を行ったときに中間転写ベルトＢの離型性（付着力）が経時的にどのように変化するかを示したものである。実施例１に示した画像形成装置において、（１）ワックスを添加していないトナーを使用した場合、（２）ポリエチレンワックス（三洋化成株式会社製　Ｐ−１６５，融点：１０７℃）を５ｗｔ％添加したトナーを使用した場合、（３）ポリエチレンワックス（三洋化成株式会社製　Ｐ−１６５，融点：１０７℃）を５ｗｔ％添加したトナーを使用し、かつ、本発明のワックス除去部材５１、５２、５３を設けた場合（実施例１の場合）の３通りの条件（１）〜（３）で、中間転写ベルトの付着力変化と画像欠陥の有無を確認した。
【００４１】
なお、トナーの結着樹脂組成は、ポリエステル樹脂である。付着力は富士ゼロックスオフィスサプライ株式会社製Ｊ紙上にトナーを０．４ｇ／ｃｍ２転写した２０ｍｍ幅のサンプルを中間転写ベルトにトナー面側を合わせて重ねたものを一対の定着ローラ間を通過させ定着した後、１００℃に温度を保った状態で引き離す時に必要な力を測定することで評価した。ただし、定着ローラはφ５０、長さ３００ｍｍ。設定温度は両方１４０℃、荷重８０ｋｇｆ、定着速度は３０ｍｍ／ｓである。
【００４２】
連続的にプリントを行った結果、（１）ワックスが添加されていないトナーを使用した場合、中間転写ベルトの付着力は急激に増加しプリント枚数が約５００枚に達するあたりから、二次転写不良あるいは中間転写ベルトのクリーニング不良が発生し始める。これに対して、（２）ワックスを添加したトナーの場合、中間転写ベルトの付着力上昇はかなり抑制される。しかしながら、プリント枚数が約１００枚に達するころから、プリント画像上にプロセス方向のトナーすじが見られるようになる。このトナーすじは感光体上にフィルミングしたワックスすじの位置と一致しており、感光体上のワックスすじにトナーが現像され、これが中間転写ベルトを介してプリント上に転写されたものと思われる。また、中間転写ベルト表面には大量の残留ワックスが観察された。さらに、プリント枚数が５０００枚に達すると僅かに二次転写不良あるいは中間転写ベルトのクリーニング不良が発生し始めた。
【００４３】
次に、（３）ワックスを添加したトナーにおいて本発明のワックス除去部材５１、５２、５３を設けた場合、プリント枚数が１００００枚に達してもプリント画像欠陥は見られなかった。また、中間転写ベルトの付着力上昇はかなり抑制されており、本発明のワックス除去部材５１、５２、５３がない場合に比べて付着力上昇が小さかった（図２中の太矢印：離型性維持効果参照）。これは、中間転写ベルト上に残留するワックスは二次転写における加熱工程により熱劣化するが、本発明のワックス除去部材５１、５２、５３を設けることにより中間転写ベルト上の残留ワックスが常に新しいワックスに置換されるためである。
【００４４】
実験２　第二に、ワックス除去部材の位置（ワックス除去部材が設置される位置における中間転写ベルトの温度）とワックス除去効率との関係についての実験を説明する。
【００４５】
図３は、本発明のワックス除去部材が中間転写ベルトに当接する位置を変更した場合で、中間転写ベルト表面に残留するワックスカバレッジを、ワックス除去部材が当接する位置の中間転写ベルト温度に対してプロットしたものである。ただし、残留ワックスカバレッジは、１０枚のプリント出力を行った後、中間転写ベルト表面を光学顕微鏡（倍率２００倍）で観察したものを画像処理してワックスの被覆面積率（ワックスカバレッジ）を調べたものである。なお、ワックス除去部材の中間転写ベルトへの当接力は１０Ｎとしている。ワックス除去部材がない場合、ワックスカバレッジは約６５％であった。ワックス除去部材を中間転写ベルトの温度が６０℃（つまり、ワックス融点との温度差ΔＴ（２）が４７℃）以下になっている位置で当接すると、ワックスカバレッジは１５〜２０％まで低減することが分かる。しかしながら、７０℃（つまり、ワックス融点との温度差ΔＴ（１）が３７℃）を越える位置ではワックスカバレッジの低減効果は少なく、融点近傍ではほとんどワックスカバレッジは低減しない。
【００４６】
このことから、中間転写ベルト表面の過剰な残留ワックスを抑制し、かつ、常に離型効果の高い新しいワックスに置換していくためには、本発明のワックス除去部材を中間転写ベルトの温度が完全にワックスが固体化する温度になっている位置で当接する必要がある。経験的には、ワックス除去部材を圧接する位置の中間転写ベルトの温度はワックスの融点より少なくとも２０℃以上低いことが望ましく、好ましくは３０℃以上低いこと、さらに好ましくは４０℃以上低いことが望ましい。
【００４７】
実験３　第三に、ワックス除去部材の中間転写ベルトに対する圧接荷重とワックス除去率との関係についての実験を説明する。
【００４８】
図４は、本発明のワックス除去部材（ワックス除去ロール）が中間転写ベルトに圧接するときの荷重を変化させたときの中間転写ベルト表面の残留ワックスカバレッジを示したものである。このとき、ワックス除去部材が圧接する位置の中間転写ベルト温度は５０℃である。また、ワックス除去部材の表面に付着したワックスを清掃するブラシローラの食い込み量を変えることで、ワックス除去部材表面のワックス汚染状態を２水準変化（汚染グレード１と汚染グレード３）させたものをプロットしてある。ここで、ワックス除去部材表面の汚染グレードは以下に従う。　グレード０：ワックスの付着が全くない、グレード１：　ワックスの付着面積率が１％以下、グレード２：ワックスの付着面積率が１〜１０％以下、グレード３：ワックスの付着面積率が１０〜５０％以下、グレード４：ワックスの付着面積率が１００％，透明感有り、グレード５：ワックスの付着面積率が１００％，透明感無し（白濁）。
【００４９】
これより、中間転写ベルトに対するワックス除去部材の圧接荷重を増加させると、中間転写ベルト表面のワックスカバレッジは低下することが分かる。無論、中間転写ベルトに残留するワックスが少なくなりすぎると離型性の維持ができないため、ワックス除去部材の圧接荷重は残留ワックス量が最適になるように選択する必要がある。　また、ワックス除去部材表面がワックスの付着により汚染してくると、ワックス除去能力は低下してしまうことも分かる。同様のワックス除去能力の低下は、ワックス除去部材の表面材質によっても生じ、経験的には表面が金属である場合にワックス除去能力が高く、かつ、安定している。
【００５０】
中間転写ベルト表面の残留ワックスによる画像欠陥を防止し、かつ、中間転写ベルトの離型性を維持するためには残留ワックスのカバレッジは１０〜３０％にすることが望ましいため、これを安定して達成するにはワックス除去部材のワックス汚染はグレード１以下であることが望ましい。ただし、これはプリントする画像密度が１００％におけるもので、一般的な画像密度である３０％程度の画像密度の場合はグレード２以下であれば問題ない。
【００５１】
実験４　第四に、ブラシローラの回転トルクとワックス除去ロールの汚染との関係についての実験を説明する。
【００５２】
図５は、ワックス除去ロールに当接したブラシローラを変更したときの、ワックス除去ロール表面のクリーニング状態を確認したもので、ブラシローラの回転トルクに対して、１０００枚のプリントを行った後のワックス除去ロール表面の汚染グレードをプロットした結果である。
【００５３】
使用したブラシローラは、（１）繊維材質：アクリル，繊維太さ：２デニール（４２０Ｔ／１８８ｆ），繊維密度：１６５Ｋ本／ｉｎｃｈ２，繊維長さ：３ｍｍ，ブラシローラ外径：φ２０，ブラシローラ長：３６０ｍｍ、（２）繊維材質：アクリル，繊維太さ：１０デニール（５５０Ｔ／５０ｆ），繊維密度：１００Ｋ本／ｉｎｃｈ２，繊維長さ：３ｍｍ，ブラシローラ外径：φ２０，ブラシローラ長：３６０ｍｍ、（３）繊維材質：ＰＥＴ，繊維太さ：２０デニール（３１０Ｔ／１４ｆ），繊維密度：１５Ｋ本／ｉｎｃｈ２，繊維長さ：３ｍｍ，ブラシローラ外径：φ２０，ブラシローラ長：３６０ｍｍ、（４）繊維材質：ＰＥＴ，繊維太さ：２０デニール（３１０Ｔ／１４ｆ），繊維密度：２５Ｋ本／ｉｎｃｈ２，繊維長さ：３ｍｍ，ブラシローラ外径：φ２０，ブラシローラ長：３６０ｍｍ、（５）繊維材質：ＰＥＴ，繊維太さ：２０デニール（３１０Ｔ／１４ｆ），繊維密度：５０Ｋ本／ｉｎｃｈ２，繊維長さ：３ｍｍ，ブラシローラ外径：φ２０，ブラシローラ長：３６０ｍｍ、（６）繊維材質：Ｎ６，繊維太さ：φ０．０７，繊維密度：２８Ｋ本／ｉｎｃｈ２，繊維長さ：３．５ｍｍ，ブラシローラ外径：φ２０，ブラシローラ長：３６０ｍｍの６種類である。
【００５４】
ブラシローラは、ワックス除去ロールへの食い込み量を増加していくと、クリーニング性は徐々に向上するが、同時にワックス除去ロールの回転負荷も増加する。ワックス除去ロールは中間転写ベルトの回転に伴い従動回転することから、従動回転が可能な最大食い込み量になるようにブラシローラをセットした。このとき、得られたブラシ回転トルクに対して、ワックス除去ローラ表面のワックス汚染グレードをプロットしたものが図５である。
【００５５】
これによると、ワックス除去部材表面のクリーニング状態はほぼブラシローラの回転トルクを上昇させると良いことが分かる。目標であるワックス汚染グレード２以上を得ようとすれば、ブラシローラの回転トルクは約０．１Ｎ・ｍ以上（ブラシ外径：φ２０、ブラシ長：３６０ｍｍにおいて）必要である。これは、ワックス除去ロール１ｍ当たりの回転負荷に換算すると３００Ｎ以上となる。　ただし、繊維密度が１００Ｋ本／ｉｎｃｈ２を越えるとブラシローラのフリッキング性が低下することでブラシローラ表面にワックスが付着してしまい、クリーニング性が悪化することが観察された。このため、ブラシローラの繊維密度は１００Ｋ本／ｉｎｃｈ２以下、より好ましくは５０Ｋ本／ｉｎｃｈ２にすることがクリーニング性を維持するために必要である。
【００５６】
なお、ブラシローラの形状およびブラシ繊維は、上で説明したものに限定されるものではない。ローラ表面に繊維を均一に配置したブラシローラ以外に、繊維束を一定間隔で配置した水田植込み式のブラシローラあるいは、繊維をスパイラル形態で配置したブラシローラも本発明の好ましい実施形態である。ただし、経験的には繊維を太く、長くかつ繊維密度を小さくする方がブラシローラの自己フリッキング性が高まり、ブラシローラ自身のワックス汚染が抑制できため、ワックス除去部材の長寿命化が達成される。
【００５７】
変形例１　実施例１は、本発明をロータリー現像方式を採用する画像形成装置に対して適用したものであるが、変形例１は、本発明をタンデム方式の画像形成装置、すなわち、中間転写ベルトＢの回転方向上流側から下流側にかけてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応する画像形成ユニットを備える画像形成装置に適用するものである。なお、実施例１に係る画像形成装置と同様の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５８】
図６は、変形例１に係るタンデム方式の画像形成装置の断面概略図である。このようにタンデム方式の画像形成装置に本発明を適用する場合には、ワックス除去ロール５１の圧接する位置では、中間転写ベルトＢ上にトナー画像は来ないため画像形成中は前記ワックス除去ロール５１を中間転写ベルトＢから一時的に離間させる必要がない。
【００５９】
変形例２　実施例１、変形例１は、本発明を熱（二次）転写方式の画像形成装置に適用したものでものであるが、変形例２は、本発明を（二次）転写同時定着方式の画像形成装置、すなわち、画像形成プロセスの最後尾に別途定着装置を設けない構成の画像形成装置に適用するものである。なお、実施例１又は変形例１に係る画像形成装置と同様の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６０】
図７は、変形例２に係る転写同時定着方式の画像形成装置の断面概略図である。中間転写ベルトＢは、ポリイミドの表面にシリコーンゴム層を有する二層構造を採用している。中間転写ベルトＢの二次転写位置よりも上流側には、その内側から中間転写ベルトＢを加熱する加熱板６０が設けられている。一方、中間転写ベルトＢの二次転写位置よりも下流側には、その内側から中間転写ベルトＢを冷却する冷却板７０が設けられている。中間転写ベルトＢを張架している剥離ロール２９の位置（中間位置）において、中間転写ベルトＢは大きく屈曲している。
【００６１】
このような画像形成装置では、中間転写ベルトＢ上に一次転写されたトナー画像は、加熱板６０により加熱され、溶融状態となり、二次転写位置に達する。そこで、搬送される用紙とトナー画像とが重ね合わされ、熱と圧力とによりトナー画像が用紙上に転写される。その後、中間転写ベルトＢに密着した状態で用紙は搬送され、剥離ロール２９位置に達する。その間、冷却板７０によりトナー画像は冷却されている。剥離ロール２９位置において、トナー像が転写定着された用紙は中間転写ベルトＢから剥離し、排出される。
【００６２】
変形例３　実施例１、変形例１、変形例２は、トナーにワックスが添加される方式の画像形成装置に本発明を適用したものでものであるが、変形例３は、ワックス供給手段により中間転写ベルトＢにワックスが供給される画像形成装置に本発明を適用したものである。なお、実施例１、変形例１、変形例２に係る画像形成装置と同様の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６３】
図８は、変形例３に係る画像形成装置のワックス塗布部材（ワックス供給手段）８０を説明するものである。このワックス塗布部材８０は、金属ロール８１の表面の軸方向中央領域に層厚２ｍｍのカルナバワックス層８２を設けたものである。そのカルナバワックス層８２の両端部には、ワックス位置規制ローラ８３ａ、ｂが設けられている。ワックス位置規制ローラ８３ａ、ｂは、ステンレスの円筒ローラの内径穴にボールベアリングを圧入したものであり、ローラ表面はテフロン（登録商標）（商品名）コーティングされている。
【００６４】
このワックス塗布部材８０が、図６に示した画像形成装置のアイドラーロール２９と対向する位置において、中間転写ベルトＢに対峙して圧接される。アイドラーロール２９の位置における中間転写ベルト表面の温度は画像形成時でおよそ、７０〜８０℃である。そして、画像形成時において、中間転写ベルトＢが回転することにより、金属ロール８１も従動回転し、その表面のカルナバワックスが中間転写ベルトＢに塗布される。また、そして、ワックス層８２端部のワックスが軟化して、金属ロール８１の軸方向に流れ出るのをワックス位置規制ローラ８３ａ、ｂが防止する。
【００６５】
実施例２　本実施例は、本発明を定着装置に適用したものである。図９に示すように、定着装置３８は、定着ベルト（回転体）４１および加圧ベルト４５により記録材を挟持搬送することで用紙にトナー画像を定着するものである。定着ベルト４１および加圧ベルト４５は、ともに７０μｍ厚のポリイミドフィルムの表面に８０μｍのシリコーンゴムをコーティングした構成となっている。定着ベルト４１は、加熱ローラ４２、剥離ローラ４３、テンションローラ４４およびワックス除去部材対向ローラ５４によって張架されており、加圧ベルト４５は、加圧ローラ４６、剥離ローラ４７およびテンションローラ４８によって張架されている。加熱ローラ４２と加圧ローラ４６は、外径がφ５０で表面に２ｍｍ厚のシリコーンゴム層を有している。また、加熱ローラ４２および加圧ローラ４６は各々加熱手段を有しており、所定の温度になるように制御されている。
【００６６】
ワックス除去ロール５１は、ワックス除去部材対向ローラ５４とでニップを形成し、定着ベルト４１を挟持するよう取り付けてある。ワックス除去ロール５１はφ２０のアルミパイプをニッケルメッキしたローラであり、ワックス除去部材対向ローラ５４はφ１８でＳＵＳシャフトの表面に２ｍｍ厚のＥＰＤＭゴム層を有したローラである。ワックス除去部材対向ローラ５４は、ワックス除去ロール５１に対して荷重１０Ｎで押圧されている。ワックス除去ロール５１の表面にはブラシローラ５２が所定の食い込み量を有するように配置されている。さらに、前記ブラシローラ５２に所定の食い込み量を有するようにフリッカーバー５３が配置されている。ワックス除去ロール５１の位置における定着ベルト４１の温度は５０℃〜６０℃の範囲になっている。
【００６７】
加熱ローラ４２は図示しない駆動系により回転することで、加圧ローラ４６が従動回転し、結果として定着ベルト４１および加圧ベルト４５は矢印の方向に回転する。定着動作時、トナー画像を担持した記録材は定着装置３８に進入し、加熱ローラ４２および加圧ローラ４６の熱によりトナーの溶融温度まで定着ベルト４１と加圧ベルト４５とともに加熱される。さらに、記録材は剥離ローラ４３と４７の挟持部まで搬送されるが、ここに至るまでにトナーの融点以下の７０℃までに冷却される。前記剥離ローラ４３と４７の挟持部（中間の位置）において、記録材は前記定着装置３８から剥離され機外に排出される。記録材が剥離した定着ベルト４１は、回転方向下流に位置するワックス除去ロール５１とワックス除去部材対向ローラ５４のニップ部を通過する際、過剰となる残留ワックスが除去される。なお、変形例３に示したワックス塗布部材８０を定着ベルト４１に当接させることもできる。
【００６８】
変形例４　図１０は、本発明を定着装置に適用したものであるが、実施例２とは加圧ベルト４５が無い点を除けば同一である。　加圧ベルト４５はなくとも、トナー像と定着ベルト４１との吸着力により、記録材は剥離ローラ４３と４７の挟持部まで搬送される。
【００６９】
【発明の効果】
中間転写ベルトあるいは定着部材などの回転体に過剰なワックスが残留するのを防止し、ワックスによる画像劣化を防止するとともに、安定的にかつ長期的に回転体の離型性を維持する画像形成装置を提供することができる。つまり、本発明の離型性維持手段およびそれを使用した画像形成装置によれば、中間転写体上の残留ワックスを適正量にできるため、中間転写体上の過剰なワックスが感光体に移行することによって発生する画像欠陥を防止することができる。　さらに、中間転写体あるいは定着ベルトの離型性を維持している中間転写体や定着ベルト上の残留ワックスを常にリフレッシュできることから、残留ワックスが熱劣化することによる中間転写体や定着ベルトの離型性悪化を防止でき、長期にわたって中間転写体の離型性を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略図である。
【図２】プリント枚数に伴う中間転写ベルトの付着力変化を説明するグラフである。
【図３】ワックス除去部材を圧接する位置の中間転写ベルト温度と残留ワックスカバレッジの関係を示すグラフである。
【図４】ワックス除去部材の中間転写ベルトに対する圧接力と残留ワックスカバレッジの関係を示すグラフである。
【図５】ブラシローラの回転トルクとワックス除去部材に汚染グレードの関係を示すグラフである。
【図６】変形例１に係る画像形成装置の概略図である。
【図７】変形例２に係る画像形成装置の概略図である。
【図８】変形例３に係る画像形成装置の概略図である。
【図９】実施例２に係る画像形成装置の概略図である。
【図１０】変形例４に係る画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
Ａ…像担持体および中間転写ベルト回転方向　　Ｂ…中間転写ベルト（回転体：中間転写体）、２６…二次転写バックアップローラ、３１…二次転写ローラ、３８…定着装置、４１…定着ベルト（回転体：定着部材）、４２…加熱ローラ、４３…剥離ローラ（上）　、４４…上テンションローラ、４５…加圧ベルト、４６…加圧ローラ、４７…剥離ローラ（下）、４８…下テンションローラ、４９…アイドラーローラ、５１…ワックス除去ローラ（ワックス除去部材）、５２…ブラシローラ（ワックス除去部材）、５３…フリッカーバー（ワックス除去部材）、５４…ワックス除去部材対向ローラ（ワックス除去部材）
【図１】
2004038022.tif 000003
【図２】
2004038022.tif 000004
【図３】
2004038022.tif 000005
【図４】
2004038022.tif 000006
【図５】
2004038022.tif 000007
【図６】
2004038022.tif 000008
【図７】
2004038022.tif 000009
【図８】
2004038022.tif 000010
【図９】
2004038022.tif 000011
【図１０】
2004038022.tif 000012