(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状または無端ベルト状であって円筒円周方向またはベルト周回方向に回転駆動され表面が加熱手段により加熱される定着部材と、該定着部材に対して回転自在に圧接しニップ部を形成する加圧ローラと、を備え、前記ニップ部に、未定着トナーを載せたシートを通過させて該シート上にトナーを定着させる定着装置において、
前記定着部材は、基材と、弾性体層中に圧電材料からなる圧電部材が分散配置されてなる変位層と、離型層との積層構造を有し、
前記定着部材の前記ニップ部よりシート排出側の変位層に電圧を印加することにより前記圧電部材の体積を変化させて、該定着部材の表面形状を変化させることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記変位層に高周波電圧を印加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】
前記ニップ部へのシート通過時に、前記変位層に電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記圧電部材の電圧印加による最大変位方向が定着部材の表面に対して垂直方向となることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
前記基材を導電性のものとし、前記変位層と前記離型層との間に導電性プライマー層を設けることにより、該変位層の表裏間に電圧を印加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６】
請求項１〜５のいずれかに記載の定着装置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、シート分離方法に特長のある定着装置及び該定着装置を備える複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真式の画像形成装置に関するものである。また、シート分離性を付与する機構にも応用可能である。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式を採用した装置、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置においては、通常、回転する感光体ドラムを有し、この感光体ドラムの感光層を一様に帯電させた後でレーザ走査ユニットからのレーザビームによって露光して静電潜像を形成する。ついで、静電潜像をトナーによって現像した後、記録材としての転写紙（シート）上に転写し、さらに、その転写紙を熱定着装置に通過させ、熱定着させる機構が設けられている。
【０００３】
図１に複写装置の感光体とその作像系及び定着装置の構成を概念的に示す。
この電子写真方式の画像形成装置における画像作成プロセスは、回転する感光体ドラム１０１の感光層を帯電ローラ１０２によって一様に帯電させた後、図示しないレーザ走査ユニットからのレーザビーム１０３によって露光し、それによって感光体ドラム１０１上の静電潜像をトナーによって現像してトナー像とし、そのトナー像を記録シート１０７上に転写し、さらにその記録シート１０７を定着装置に通してトナー像を加熱、加圧して記録シートＰに定着させるように構成してある。なお図中、符号１０４は現像ローラ、符号１０５はパワーパック（電源）、符号１０６は転写ローラ、符号１０８はクリーニング装置、符号１０９は表面電位計である。
【０００４】
このような定着装置においては、例えばアルミニウム等の中空円筒体からなる芯金の外周面にトナーの粘着を防止するためのフッ素樹脂層等からなる粘着防止層を設けた加熱定着ローラ１１０を使用している。また、このような加熱定着ローラ１１０は、芯金の中空部に回転中心線に沿ってハロゲンランプ等のヒータを配置し、その輻射熱によって加熱定着ローラ１１０を内側から加熱するようになっている。また、加熱定着ローラ１１０と平行に、これに圧接する加圧ローラ１１１を設け、加圧ローラ１１１と加熱定着ローラ１１０との間に記録シート１０７を通過させることにより、記録シート１０７上に付着しているトナーを加熱定着ローラ１１０の熱により軟化させつつ、加圧ローラ１１１と加熱定着ローラ１１０との間に挟むことによって加圧することにより、記録シート１０７上にトナー像を定着させている。なお、図１（ｂ）に示すようにベルト方式の定着装置も用いられている。図中、符号１１３は定着ベルト、符号１１４は定着ローラ、符号１１５は加圧ローラ、符号１１６はテンションローラである。以降文中では定着ローラ、定着ベルトを総称して定着部材と表記することがある。
【０００５】
ここで、フルカラーの複写機やレーザプリンタでは、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋの４色のカラートナーが用いられるが、カラー画像の定着時には、これらのカラートナーを溶融状態で混合する必要があり、トナーを低融点化して溶融しやすくするとともに、加熱定着ローラ１１０の表面で、複数種のカラートナーを包み込むようにして溶融状態で、均一に混合させることが必要になる。
【０００６】
一般に、この定着方式では、用紙に融着したトナー像が定着部材に接触するので、離型性のよい材料（たとえばフッ素系樹脂）を表面に形成される。しかし、このような定着部材を使用しても、溶融したトナーは軟かく、かつ粘性が高いため、定着部材表面に付着しやすく用紙の巻き付きが発生する恐れがある。
【０００７】
そこで、通常、ニップ部のシート出側で分離爪と呼ばれる部材を定着部材に当接させ、定着部材への用紙の巻き付きを防止する方法が採用されている。図２（ａ）にその構成例を示す。
このような分離爪９７を定着部材９３に当接する場合、分離爪９７の当接部が定着部材９３に傷を付け、定着工程で傷が転写され異常画像となることがある。そのため分離爪９７に摺動性の良いフッ素系樹脂の表層を設けたり、当接部付近の角を丸めたりするなどして、定着部材への攻撃性を抑える工夫が施されている。しかし、印刷動作の際に発生する紙粉が分離爪と定着部材の間に挟まると、紙粉が爪によって定着部材へ押しつけられ、傷発生の原因となった。また、近年、カラー化に伴い、数色のトナーを積層した転写紙を定着させる方法として、ポリイミドや金属製のベルト上にシリコンゴムなどからなる弾性層を形成し、更にトナーの粘着を防止するためのフッ素樹脂層などからなる粘着防止層を設けた定着部材が使用されているが、これらの部材では、さらに分離爪が弾性層に喰い込み、損傷を起こしやすくなることが知られている。
【０００８】
また、このような問題点に対して、定着部材に非接触状態で転写材の分離を促進する部材（分離板）が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。図２（ｂ）にその構成例を示す。このような分離板９８を用いることで、定着部材９３を傷つけることなく、シート（転写材）９５と定着部材９３の分離を促進することが可能となったが、本方式では高線速の定着装置に対応ができない。つまり、分離板方式はニップ部通過直後の初期分離の機能が紙の腰強さに依存しているため、線速が早くなることで初期分離が遅れがちになる。また、粘着トナーの多いコピーパターンの場合、初期分離が遅れ、分離板９８に画像部が接触してしまい、スジなどの画像不良が発生した。さらに線速があがると分離板に紙詰まり（ジャム）をおこしてしまうことがあった。そのため、本方式は低・中線速の複写機に選択的に用いられている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−８３８３２号公報
【特許文献２】特開２００７−１７１２７０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、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、定着部材の少なくとも一部分を変形させることにより、転写紙（シート）の分離を促進し、画像不良や紙つまり不良の発生を低減させ、結果として長時間安定した定着を実現できる定着装置及び該定着装置を用いた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】
【００１１】
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕 円筒形状または無端ベルト状であって円筒円周方向またはベルト周回方向に回転駆動され表面が加熱手段により加熱される定着部材（図３における定着部材１）と、該定着部材に対して回転自在に圧接しニップ部（ニップ部Ｎ）を形成する加圧ローラ（加圧ローラ４）と、を備え、前記ニップ部に、未定着トナーを載せたシート（シートＰ）を通過させて該シート上にトナーを定着させる定着装置（定着装置１００）において、前記定着部材は、基材（図４における基材１１）と、弾性体層（弾性体層１２ａ）中に圧電材料からなる圧電部材（圧電部材１２ｂ）が分散配置されてなる変位層（変位層１２）と、離型層（離型層１４）との積層構造を有し、前記定着部材の前記ニップ部よりシート排出側の変位層に電圧を印加することにより前記圧電部材の体積を変化させて、該定着部材の表面形状を変化させることを特徴とする定着装置。
〔２〕 前記変位層に高周波電圧を印加することを特徴とする前記〔１〕に記載の定着装置。
〔３〕 前記ニップ部へのシート通過時に、前記変位層に電圧が印加されることを特徴とする前記〔１〕に記載の定着装置。
〔４〕 前記圧電部材の電圧印加による最大変位方向が定着部材の表面に対して垂直方向となることを特徴とする前記〔１〕に記載の定着装置。
〔５〕 前記基材を導電性のものとし、前記変位層と前記離型層との間に導電性プライマー層（図４における導電プライマー層１３）を設けることにより、該変位層の表裏間に電圧を印加することを特徴とする前記〔１〕に記載の定着装置。
〔６〕 前記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、請求項１〜３の発明によれば、高線速で搬送されるシート（転写紙）に対しても長時間にわたり安定したシート分離を実現し、紙つまり（ジャム）や表層磨耗による画像不良を防止できる。また、変位層が弾性体層中に圧電部材を分散配置した１つの層としているので、ニップ部では定着部材のトナーに接する表面を連続した膜として形成することができることから、結果としてトナー固着を減らし、光沢ムラの少ない良好な画像を提供することができる。
請求項４の発明によれば、シート（転写紙）に対して定着部材表面における水平方向の変位が小さくなり、結果として形成される画像の乱れを防止することができる。
請求項５の発明によれば、ニップ部以降の適切な位置で定着部材の表面形状を変化させることができるので、効果的にシート分離することができる。
請求項６の発明によれば、本発明の定着装置を用いるので、当該画像形成装置の耐用時間の増加に寄与し、結果として安定した定着動作を持った画像形成装置が提供可能となる。とくに、高線速機に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る定着装置の構成について説明する。
図３は、本発明に係る定着装置の構成を示す概略図である。
図３に示すように、本発明に係る定着装置１００は、駆動ローラ２、加熱ローラ３及び電極ローラ５に一定のテンションで架け渡され、表面が所定の温度になるように加熱ローラ３により加熱される定着部材（定着ベルト）１と、該定着部材（定着ベルト）１に対して回転自在に圧接しニップ部Ｎを形成する加圧ローラ４と、を備える。
【００１４】
ここで、定着部材１は、無端ベルトであり、定着装置１００の駆動の際には、駆動ローラ２によりベルト周回方向であって定着部材１がシートＰを排出する方向（図中時計回り方向）に回転駆動されるものである。定着部材１の断面構造としては、図４に示すように、基材１１上に、変位層１２、導電プライマー層１３、離型層１４がその順番に積層された構造となっている。
【００１５】
基材１１は、耐熱材料からなり、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニルスルファド（ＰＰＳ）、フッ素樹脂等の樹脂材料を用いることができる。このとき、樹脂材料に導電性粒子を分散して導電性を確保したものを用いる。あるいは定着部材１自身が電磁誘導加熱により発熱するようにするために樹脂材料に磁性導電性粒子を分散するものについては、該磁性導電性粒子により導電性を確保するようにすればよい。その場合、樹脂材料に対して磁性導電性粒子を２０〜９０重量％の範囲内で添加する。具体的には、ワニス状態の樹脂材料中に、ロールミル、サンドミル、遠心脱泡装置等の分散装置を用いて磁性導電性粒子を分散する。これを溶剤により適当な粘度に調整して、金型により所望の層厚に成形するものである。また、基材１１は金属でも形成可能であり、具体的には、ニッケル、鉄、クロムの合金であって、それ自体が発熱しても良い。基材１１の層厚は、熱容量及び強度の点から、３０〜５００μｍに形成されている。金属材料の場合はベルトの撓みを考慮して、１００μｍ以下の膜厚であることが望ましい。また金属材料の場合は、各材料の添加量と加工条件とを調整することで所望のキューリー点を得ることができ、キューリー点が定着ベルトの定着温度近傍となる磁性導電性材料にて発熱層を形成することで、発熱層は電磁誘導によって過昇温されることなく加熱できる。
【００１６】
変位層１２は、弾性体層１２ａ中に圧電材料からなる圧電部材１２ｂが分散配置されてなる層である。このうち、弾性体層１２ａは、耐熱性のある弾性体、好ましくは耐熱性ゴムが連続する層として形成されたものである。用いる材料としては、具体的にはシリコンゴム、フロロシリコンゴムがよく、特に耐熱性の点からシリコンゴムが好ましい。また、この耐熱性ゴムをソリッドでも発泡させてもいずれの状態としても使用してもよい。
【００１７】
また、圧電部材１２ｂには公知の圧電材料を用いることができ、例えば分極処理されたチタン酸ジルコン酸鉛〔Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3〕（ＰＺＴ），チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3），チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）などが挙げられる。圧電部材１２ｂの形状は定着部材１としての要求硬度を満たす形状であればどのような形状でもよいが、その長さが、形成される定着部材１の厚み以下で、弾性体層１２ａの厚みと同じ程度の柱状、棒状または針状であることが好ましい。このとき、その長さ方向が弾性体層１２ａの厚み方向となるように配向させて分散配置するとよい（図４（ｂ））。これにより、長さ方向の一方の端部が基材１１に接触し、他方の端部が導電プライマー層１３に接触するようになり、後述するように基材１１、導電プライマー層１３それぞれを経由して変位層１２の表裏両面に高周波電圧が印加されたときに、圧電部材１２ｂの長さ方向の両端に該高周波電圧が印加されることになる。その結果、圧電部材１２ｂの主に長さ方向に体積変化が生じることとなり、定着部材１の表面に対して垂直方向に最大変位が得られるようになる。すなわち、圧電部材１２ｂの形状を柱状（棒状、針状）とすることで、電圧印加によって主に長さ方向に体積変化が生じてその長さが変位することから、シート分離に必要な定着部材１の表面の変位は確保されるとともに、シート分離時に画像を乱す平行方向（水平方向）の変位は抑制され、良好な画像が得られる。なお、圧電部材１２ｂの断面形状はどのような形でもかまわないが、望ましくは円形である。
【００１８】
圧電部材１２ｂの配向方法としては、例えば、基材１１上において未加硫の弾性体中に柱状の圧電部材１２ｂを目的の分離性が得られる範囲で、定着部材１の表面に対して垂直となるように植えつけ、その後加硫を行う方法がある。なお、基材１１上に導電性のプライマー層を形成しておき、その上に変位層１２を形成するとよい。
【００１９】
変位層１２の上には導電性の離型層１４に対応した導電プライマー層１３を形成する。
ついで、導電プライマー層１３上に離型層１４を形成する。
【００２０】
離型層１４は、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂、これらの樹脂の混合物、又は、これらの樹脂を耐熱性樹脂に分散させたものが適用できる。特に強度、平滑性を両立する点からＰＦＡが好ましい。また、層中に適宜所定材料を充填することができ、例えば低比熱・低熱伝導率の物質として中空フィラーや、導電性物質を用いる。これらは単独でも、両方一緒に添加して使用することも可能である。また、離型層１４の層厚は、５〜５０μｍであり、好ましくは、１０〜３０μｍである。これにより、定着部材１のトナー離型性が担保されるとともに、定着部材１の柔軟性が確保される。離型層１４の被膜形成方法としては、チューブ状にしたものをかぶせても、湿式スプレー塗装や粉体塗装後に焼き付けて形成しても良い。なお、定着部材１の幅方向の端部には離型層１４が形成されず導電プライマー層１３が露出した状態となっている。
【００２１】
また、本発明では、定着部材１として、図３に示す定着ベルト（無端ベルト）の形態を示したが、これに限定されるものではなく、中空円筒形状のローラ（定着ローラ）としてもよい。すなわち、導電性を有する円筒形状の基材１１の円周上に変位層１２、導電プライマー層１３、離型層１４が積層された構造とし、駆動機構により円周方向に回転駆動されるものとする。
【００２２】
加圧ローラ４は、通常はその表面がシリコンゴム等の弾性部材で構成された円筒形状のローラである。また、加圧ローラ４の定着部材１への押し当ては、図示していない加圧手段により一定の圧力で定着部材１の方向へ押されることにより行われる。また、加圧ローラ４も、シートＰが通される場合には不図示の駆動機構により図中反時計回り方向に回転する。
【００２３】
また、定着装置１００は、前記ニップ部Ｎのシート排出側では、定着部材（定着ベルト）１の表面に当接する導電ブラシ６と、該導電ブラシ６及び電極ローラ５が電気的に接続される印加電源７と、印加電圧を制御するコントローラと、を備え、共振回路を構成している。
【００２４】
電極ローラ５は、定着部材１のニップ部Ｎよりシート排出側のシートＰを定着部材１から分離すべき位置であって該定着部材１の内周側に配置されており、定着部材（定着ベルト）１の裏面に接触して、導電性の基材１１を経由して変位層１２の圧電部材１２ｂに印加電源７からの高周波電圧を印加する電極となっている。この電極ローラ５は、高周波電圧を圧電部材１２ｂに印加できればその形状にとくに制約はないが、耐久性の観点から望ましくは金属ローラである。
【００２５】
導電ブラシ６は、定着部材１の外周側であって、ニップ部Ｎよりシート排出側の電極ローラ５が配置される位置とほぼ同じ位置かその位置よりさらに下流側の位置に配置され、先端が導電性の細線が集まってなるブラシが定着部材（定着ベルト）１の幅方向の端部に露出している導電プライマー層１３と接触している。これにより、導電プライマー層１３を経由して変位層１２の圧電部材１２ｂに印加電源７からの高周波電圧を印加するようになっている。
【００２６】
印加電源７は、変位層１２に電圧を印加するための電源である。
コントローラ８は、印加する電圧の周波数を圧電部材１２ｂに用いられている圧電材料固有の共振条件にマッチングするように印加電源７を制御する。また、シートＰの先端を検知しておき、ニップ部Ｎへのシート通過時、あるいは該先端がニップ部Ｎより排紙出側の分離部に到達するときのみ電圧を印加するように制御してもよい。
【００２７】
以上の構成により、変位層１２は定着部材１のニップ部Ｎよりシート排出側のシート（転写紙）分離部領域のみに高周波電圧が印加されることになる。このとき、変位層１２の圧電部材１２ｂそれぞれが逆圧電効果でその長さ方向に体積変化して微小な変位をおこすが、その周囲の弾性体層１２ａは変位しないため、変位層１２全体としては表面形状が変化する。具体的には、圧電部材１２ｂが長さ方向に伸びる変位をした場合には圧電部材１２ｂが凸部となり、弾性体層１２ａ部分が凹部となって表面凹凸の高低差が生じて表面が粗くなる。あるいは、圧電部材１２ｂが長さ方向に縮む変位をした場合には圧電部材１２ｂ凹部となり、弾性体層１２ａ部分が凸部となって表面凹凸の高低差が生じて表面が粗くなる。また、電圧が０になると圧電部材１２ｂの体積は元に戻り、変位層１２全体としては平滑な層に戻ることになる。したがって、高周波で電圧が印加されることから表面形状が微細に振動するように変化することとなり、それに応じて定着部材１の表面凹凸が変位する。
【００２８】
図３の定着装置１００全体における動作を考えると、定着部材１、加圧ローラ４が回転駆動された状態で、定着部材１の表面は所定の温度まで加熱されており、ニップ部Ｎに未定着トナーが形成されたシートＰが通され（図中、右側から左側方向への通紙）、ニップ部Ｎにおける加圧及び加熱により未定着トナーをシートＰ上に熱融着させて定着を行なう。ついで、トナー定着されたシートＰはニップ部Ｎから排出されるが、シートＰが定着ベルト２に巻き付いたまま出てくる傾向にある。このとき、前述のように定着部材１の変位層１２の表裏面に印加電源７より電極ローラ５、導電ブラシ６を経由して高周波電圧を印加して、変位層１２の表面形状を微細に振動するように変化させることにより定着部材１の表面形状を変化させ、定着部材１に貼り付いてでてきたシートＰ（とくにその先端）に対して局部的な剥離を促して、該シートＰを定着部材１から分離させることができる。このように、分離板や分離爪を用いないで良好なシートの分離を実現することが可能となる。
【００２９】
次に、本発明に係る画像形成装置について説明する。
図５に、本発明に係る画像形成装置であるタンデム型のカラー複写機の構成を示す。
カラー複写機２００は、装置本体中央部に位置する画像形成部２００Ａと、該画像形成部２００Ａの下方に位置する給紙部２００Ｂと、画像形成部２００Ａの上方に位置する図示しない画像読取部を有する高速機であり、画像形成部２００Ａに本発明の定着装置１００を組み込んでいる。
【００３０】
画像形成部２００Ａには、水平方向に延びる転写面を有する転写ベルト２０２が配置されており、該転写ベルト２０２の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋが転写ベルト２０２の転写面に沿って並置されている。
【００３１】
各感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋはそれぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置、光書き込み装置、１次転写装置、現像装置及びクリーニング装置が配置されている。また、各現像装置には、それぞれのカラートナーが収容されている。
【００３２】
転写ベルト２０２は、駆動ローラと従動ローラに掛け回されて感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。また、従動ローラの１つであるローラ２１０に対向する位置に転写ローラ２１１が設けられている。また、転写ローラ２１１から定着装置１００までのシートＰの搬送経路は横パスとなっている。
【００３３】
給紙部２００Ｂは、記録媒体としてのシートＰを積載収容する給紙トレイ２１５と、該給紙トレイ２１５内のシートＰを最上のものから順に１枚ずつ分離して、転写ローラ２１１の位置まで搬送する搬送機構を有している。
【００３４】
本発明の画像形成装置２００における画像形成に当たっては、感光体２０３Ｙの表面が帯電装置により一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体２０３Ｙ上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置によりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置により転写ベルト２０２上に１次転写される。他の感光体２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｂでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が定着ベルト２０２上に静電気力で順に転写されて重ね合わせられる。
【００３５】
つぎに、感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋから定着ベルト２０２上に１次転写されたトナー像Ｔは、ローラ２１０、転写ローラ２１１により搬送されてきたシートＰに転写される。トナー像Ｔが転写されたシートＰは、さらに定着装置１００まで搬送され、定着ベルト１と加圧ローラ４とのニップ部Ｎにて定着が行なわれる。ニップ部Ｎでは定着ベルト１の表面は平坦で滑らかな状態であるため、光沢ムラの少ない良好な画像となる。
【００３６】
ついで、シートＰは定着ベルト１に貼りついたまま出てくることがあるが、このときニップ部Ｎ以降の定着ベルト１では電極ローラ５と導電ブラシ６との間に高周波電圧が印加されており、定着ベルト１の表面凹凸が変位している状態となっているため、シートＰは定着ベルト１から剥離して排出経路に沿って送り出される。
【００３７】
以上のように、本発明に係る定着装置１００を有する画像形成装置により、より高度な定着分離機能が得られ、さまざまな紙種(薄紙から厚紙まで)・画像(画像先端余白をより少なくすることが可能)への対応が可能となる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明の実施例を説明する。
（実施例１）
定着部材１としては、図４に示す無端ベルト状の定着部材１を製作した。すなわち、無端ベルト状の長さ３２０ｍｍ、厚み５０μｍの導電性の基材１１（ベース樹脂；ポリイミド）上に、シリコーン用導電性プライマー層を下地として塗布乾燥後、その上に圧電部材１２ｂとなる平均粒径約０．１ｍｍの破砕粉のＰＺＴ（共振周波数２０ＭＨｚ）を４０ｗｔ％含むシリコーン（東レ：ＤＹ３９−２０８３）を厚さ２００μｍに塗装し、２００℃で加硫することにより変位層１２を形成した。ついで、カーボンが添加された導電性フッ素樹脂用プライマー（株式会社：三井デュポンフロロケミカル社製）を導電プライマー層１３として塗布し、離型層１４としてＰＦＡを２０μｍ塗装した。なお、ＰＦＡは粉体化フッ素樹脂：ＭＰ１０２（株式会社：三井デュポンフロロケミカル社製）を用い、粉体塗装をおこない、３４０℃にて３０ｍｉｎ焼成後、炉から取り出し、放冷を行なった。また、定着部材１の幅方向の端部でアースがとれるように導電プライマー層１３が露出するようにＰＦＡ塗装を行なった。
以上の様にして製作した定着部材１を、図３に示す構成の定着装置１００に装着し、該定着装置１００を図５に示す構成の定着ユニット改造実験機に用いて、線速４００ｍｍ／ｓでシートを搬送し、トナーベタ画像を形成する、シート１０００００（１００ｋ）枚の連続通紙試験を行った。このとき、定着装置１００における共振回路の印加電圧は２０Ｖとし、シート（転写紙）先端を検知し、先端がニップ部Ｎよりシート排出側の分離部にかかったときのみ印加する制御をおこなった。
【００３９】
なお、ここでは、紙詰まり（ジャム）発生有無と形成された画像の状態について評価を行なった。それぞれの判定基準は次のとおりである。
（１）紙詰まり（ジャム）
・紙詰まり発生なし；良好（記号○）
・紙詰まり発生あり；不良（記号×）
（２）形成画像
画像の優劣について３段階評価（ランク１，２，３、数字が大きいほど優れる）し、ランク２以上を合格とした。
【００４０】
（実施例２）
実施例１において、未加硫の弾性体（シリコーン（東レ：ＤＹ３９−２０８３））中に柱状（長さ０．０７×縦０．０２×横０．０２ｍｍ、アスペクト比３．７）に加工成形されたＰＺＴを５ｍｍ間隔で埋め込み、その長さ方向が定着部材１の表面に対して垂直方向となるように配向させ、その後加硫を実施して変位層１２を形成し、それ以外は実施例1と同様の条件で定着部材１を製作して、通紙試験の評価をおこなった。
【００４１】
（比較例１）
定着部材１に代えて、従来の定着部材（基材上に剥離層を形成したもの）を用いるとともに、分離機能として分離板９８を用いた図２（ｂ）に示す定着装置とし、それ以外は実施例１と同様条件で通紙試験の評価をおこなった。
なお、分離板９８は、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属からなる一体板金製で、定着装置に設けられた軸を支点に、スプリングを用いてギャップ保持部材を定着部材９３に押しつけるようにした。また、ギャップ保持部材との位置によって定着部材９３表面と分離板９８の先端部のギャップが０．２ｍｍに規制されるようにした。
【００４２】
（比較例２）
定着部材１に代えて、従来の定着部材（基材上に剥離層を形成したもの）を用いるとともに、分離機能として分離爪９７を用いた図２（ａ）に示す定着装置とし、それ以外は実施例１と同様条件で通紙試験の評価をおこなった。
なお、分離爪９７の基材は、耐熱材料であるＰＥＥＫ材を成形したものを用い、先端にはフッ素樹脂を塗布したものを用いた。また、分離爪９７は、定着部材９３の幅方向に５つ均等に配置され、バネを用いてそれぞれの分離爪９７が一定圧５０ｇｆ／ｃｍにて定着部材９３に当接するようにした。
【００４３】
以上の評価した結果を表１に示す。
比較例１では、高線速のため紙詰まりのジャムが発生した。また、シートの画像形成面が分離板の分離面に接触することにより画像不良が発生している。比較例２では、本テストではジャムは発生しなかったが、分離爪の定着部材との当接部の摩耗が進行し、定着部材９３の表面が傷つくことにより、均一な画像定着を阻害することとなり、画像不良が発生した。
それに対して、実施例１では、高線速でもシート（転写紙）の初期分離が十分確保されジャムが発生しなかった。また、分離板のようなシートの画像面に直接接触する部材がないため、画像表面接触の傷による画像不良が発生しなかった。さらに、分離部材が定着部材に直接接触しないため、定着部材１の磨耗による傷も発生せず、結果として画像不良も発生しなかった。また、実施例２では、実施例１で見られた効果に加えて、分離時の画像の乱れが低減され、さらに良好な画像が得られた。
なお、本実施例においては金属ローラを電極ローラ５として電圧印加したが、同様の効果をもつ金属板などでも実施可能である。
【００４４】
【表１】
0005041968.tif 000002
【００４５】
以上より、本発明の定着装置では図４に示す定着部材１を搭載することで、線速によらずシート分離を確保し、紙詰まりや表層磨耗による画像不良を防止できる。また、結果として耐久性を向上させた定着装置とすることができる。また、この定着装置を有することで、高耐久、高信頼を有する電子写真方式の複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンターが利用可能であり、「環境負荷低減」や「顧客満足の向上」に寄与する。
【００４６】
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】従来の定着装置の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る定着装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明で用いる定着部材の構成を示す断面図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    定着部材（定着ベルト）
２    駆動ローラ
３    加熱ローラ
４    加圧ローラ
５    電極ローラ
６    導電ブラシ
７    印加電源
８    コントローラ
１１    基材
１２    変位層
１２ａ    弾性体層
１２ｂ    圧電部材
１３    導電プライマー層
１４    離型層
９１    定着ローラ
９２    ハロゲンヒータ
９３    定着部材（定着ベルト）
９４    定着ローラ
９５    転写紙
９６    加圧ローラ
９７    分離爪
９８    分離板
１００    定着装置
１０１    感光体ドラム
１０２    帯電ローラ
１０３    露光
１０４    現像ローラ
１０５    パワーパック
１０６    転写ローラ
１０８    クリーニング装置
１０９    表面電位計
１０７    記録紙
１１０    加熱定着ローラ
１１１    加圧ローラ
１１２    ベルト方式定着機
１１３    定着ベルト
１１４    定着ローラ
１１５    加圧ローラ
１１６    加熱ローラ
２００    画像形成装置
２００Ａ    画像形成部
２００Ｂ    給紙部
２０２    転写ベルト
２０３Ｙ，２０３Ｍ，２０３Ｃ，２０３Ｂ    感光体
２１０    ローラ
２１１    転写ローラ
２１５    給紙トレイ
Ｎ    ニップ部
Ｐ    シート（転写紙）
【図１】
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【図５】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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