JP2005234001A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オフセット現象、転写紙巻き付き、光沢むらの発生を防止した定着装置、及び画像品質の高い画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 トナーを転写材上に熱定着させる定着回転体と、定着回転体に接触するワックス供給用回転体と、ワックス供給用回転体に接触するワックスを含有したシート状部材と、シート状部材を移動させるシート状部材移動手段とを設け、ワックス供給用回転体はシート状部材と接触する部分の表面粗さがＲｚ１．６μｍ以下であり、画像形成時の前記定着回転体の表面温度がワックスの融点より高く、ワックス供給用回転体とシート状部材との接触部分の温度がワックスの融点より高いことを特徴とする定着装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に用いられるオイルレス定着装置およびこれを備える画像形成装置に関する。

通常、電子写真法等の熱定着装置おいては、例えば未定着トナー像と接する定着回転体（定着ローラ）と加圧ローラによって定着ニップ部を形成し、この定着ニップ部において転写紙（転写材：記録紙）にトナーを定着している。

従来、この定着の際に、定着回転体表面にトナーが付着してしまうオフセット現象が発生したり定着ローラへトナーを担持した転写紙の巻き付きが起こり、これにより画像品質や通紙性能を低下させてしまう問題が発生していたが、例えば定着回転体表面に離型剤としてシリコーンオイルを塗布することで、オフセット現象に伴う画像汚れや転写紙の巻き付きを抑えるという技術が用いられていた。本出願人によるものとしては、特許文献１に記載されるようなシリコーンオイルを含浸させたクリーニングウエブを定着回転体に接触させるものや、また特許文献２に記載されるようなシリコーンオイルを含浸させた耐熱繊維ブラシローラを定着回転体に接触し従動もしくは駆動回転させるものや、また特許文献３に記載されるような定着回転体にオイルが含浸された塗布ローラを接触し従動回転させるものが知られている。

しかしながら、従来の定着回転体にシリコーンオイルを塗布するという技術では、定着回転体に塗布されたシリコーンオイルが転写紙に移行してしまい、シリコーンオイル付着によるべたつき感が避けられず、得られた画像の品質に大きな問題が残されている。

そこで近年、定着装置にシリコーンオイルを使用することをなるべく抑え、替わりにトナー粒子中に離型剤としてのワックスを多量に含有させることが行われて来ている。これは、トナーが定着ニップ部で溶かされた際に融解したワックスが定着回転体とトナー主成分樹脂の間にしみ出し、定着回転体とトナー主成分樹脂との付着力が低下することを利用して、オフセット現象に伴う画像汚れや転写紙の巻き付きを抑えるという技術が開示されている（特許文献４）。
特開２００２−２５８６５７号公報 特開平７−１０４６０２号公報 特開平９−１６６９３３号公報 特開平３−１８５４５９号公報

このようにワックスを添加したトナーを用いて定着を行うことにより、シリコーンオイルの使用を抑えて、オフセット現象に伴う画像汚れや転写紙の巻き付きを抑えることができるが、画像表面にワックスがある程度存在することになる。ワックスは室温では固体であるので転写紙のべたつき感は発生しないが、画像表面に出たワックス多量であると、定着ニップ部通過後に転写紙温度が低下していく際に結晶化し白濁してしまうという問題が生じている。この現象は、定着ニップ部後の給送経路において、部分的に冷却状況が異なると、光沢むらに到ってしまい、特に均一なベタ画像のときに顕著に目立ち易く、画像品質を低下させてしまっている。

また、この現象は形成画像の光沢を上げり、厚紙に対する定着性を確保するために、定着温度を上げたり、ニップ時間を上げたりすることにより転写紙とトナーへの供給熱量を増加させる高光沢モードや厚紙モードを設けた場合に問題が生じ易い。これは通常モード（通常の熱量を転写紙へ供給する動作モード）で、オフセット現象や転写紙巻き付きを抑えるのに必要な量のワックスをトナーに添加すると、高光沢モードや厚紙モードでワックスが必要以上に画像表面にしみ出してしまうことによるものである。通常モードでのオフセット現象防止及び転写紙巻き付き防止と高光沢モードや厚紙モードでの光沢むら現象防止の両立が、トナーへのワックス添加量調整だけでは困難であるということである。

そこで、ワックスをトナー以外の物から定着回転体に供給するものとして、ワックスが含浸された物を定着回転体に接触させる技術が開示されている（特開平９−７３２４９号公報）。しかしながら、開示された実施例においてワックスが含浸されたブラシ状ローラが定着回転体に接触しているが、ブラシ状ローラでの塗布はワックス塗布の不均一が生じ、オフセット現象や転写紙の巻き付き、光沢むらを十分抑えられない。また、ブラシ状ローラと定着回転体が静止したまま、暫く定着回転体及びブラシ状ローラが加熱された接触状態で放置されると、静止状態での接触部だけに多量のワックスが塗布されて光沢むらが生じてしまう。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、オフセット現象、転写紙巻き付き、光沢むらの発生を防止した定着装置、及び画像品質の高い画像形成装置を提供することである。

上記目的は、トナーを転写材上に熱定着させる定着装置において、トナーを転写材上に熱定着させる定着回転体と、前記定着回転体に接触するワックス供給用回転体と、前記ワックス供給用回転体に接触するワックスを含有したシート状部材と、前記シート状部材を移動させるシート状部材移動手段とを設け、前記ワックス供給用回転体は前記シート状部材と接触する部分の表面粗さがＲｚ１．６μｍ以下であり、画像形成時の前記定着回転体の表面温度が前記ワックスの融点より高く、前記ワックス供給用回転体と前記シート状部材との接触部分の温度が前記ワックスの融点より高いことを特徴とする定着装置（第１の発明）によって達成される。

また、上記目的は、請求項１に記載の定着装置を備える画像形成装置（第２の発明）によって達成される。

本発明は上記の如き構成をとることにより、オフセット現象、転写紙巻き付き、光沢むらの発生を防止した定着装置、及び画像品質の高い画像形成装置を提供を図るものである。

請求項１によれば、定着回転体に直接ワックスを塗布する構成にすることにより、トナーへワックスを多く添加しなくても定着回転体とトナー主成分樹脂との付着力が低下し、オフセット現象に伴う画像汚れや転写紙の巻き付きを抑えることができる。一方、定着ニップ部でのトナーへの供給熱量を増加させた場合でもトナーからのワックスのしみ出し量の増加を抑え、即ち画像表面のワックス量増加を抑えることが出来るため、光沢むらの発生を抑えることが出来る。ワックスは室温では固体であるから、シリコーンオイル塗布する従来例に対して、画像表面のべとつきも無い。ワックスを含浸するものが、シート状で薄い物であるため、静止し加熱状態で放置されても、定着回転体上の一部に多量にワックス塗布がなされることも抑えることが出来る。さらに、ワックス供給用回転体の表面粗さをＲｚ１．６μｍ以下にすることにより、定着回転体上のワックスが均一になり、オフセット現象に伴う画像汚れや転写紙の巻き付き、光沢むらの発生をより抑えることが出来る。

請求項２によれば、定着の光沢制御や厚紙に対する定着性の確保を可能にしつつ、定着時にオフセット現象、転写紙巻き付き、光沢むらの発生を防止し、また画像光沢を制御出来る、画像品質の高い画像形成装置の提供が可能となる。

以下、本願発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。

（１）本発明にかかわる定着装置が用いられる画像形成装置について、図１にて以下に述べる。

図１において、画像形成装置ＧＳは、画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。

画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙搬送手段及び後述する定着装置１７とからなる。

画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。

ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書き込み部（露光手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号を送る。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。

４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の、小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する現像装置であり、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにそれぞれ新規のトナーを補給するトナー補給手段である。

中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。

定着装置１７は、それぞれ内部に加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを有し、カラートナー像を定着するための上側の定着回転体である定着ローラ１７ａと、上側の定着ローラ１７ａを圧接する下側の加圧回転体である加圧ローラ１７ｂとにより構成される。それぞれに設けられるハロゲンランプＨＬａにより、定着ローラ１７ａおよび加圧ローラ１７ｂが加熱される。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された転写材としての記録紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、記録紙Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置１７の定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとの間で形成される定着ニップ部Ｎで記録紙Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のカラートナー像が定着され、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。

一方、転写手段７Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。

なお、上記画像形成装置の説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。

（２）本発明にかかわる定着装置について、図２を用いて以下に説明する。図２は、本発明にかかわる定着装置の概略断面構成図である。

本発明にかかわる定着装置１７は、図２に示す構成となっていて、内部に加熱部材としてのハロゲンランプＨＬａを有する定着回転体である定着ローラ１７ａと、同じく内部にハロゲンランプＨＬａを有し、定着ローラ１７ａを押圧（加圧）する加圧回転体である加圧ローラ１７ｂと、定着ローラ１７ａにワックスを塗布するワックス供給用回転体であるワックス供給ローラＣＲａとにより構成される。ワックス供給ローラＣＲａには、ワックスをワックス供給ローラＣＲａに塗布するための、ワックスを含有したシート状部材であるウェブＣＷａが当接（接触）されている。前記ウェブＣＷａは、シート状移動手段として用いられるモータＭａと当接モータＭａの回転速度を減速する駆動系ＧＫとにより、巻き上げ軸ＭＰａ（図１でＧＫをＭＰａに接続して下さい。）が巻き上げられ、元巻き軸ＭＪａより送り出される。この巻き上げ軸ＭＰａによるウェブＣＷａの送り量は、０．０４〜０．２０ｍｍ／ｃｏｐｙ（Ａ３用紙縦送り時）の範囲の中の一定値としておくのが効率的で好ましい。０．０４ｍｍ／ｃｏｐｙ以上とすることで、ワックス供給ローラＣＲａへのワックス塗布が確実になされ、０．２０ｍｍ／ｃｏｐｙ以下とすることでウェブＣＷａの長さを必要以上に長くする必要がなく、スペースやコストの面から好ましい。ウェブＣＷａの移動量は、当接モータＭａの駆動時間を、新しいウェブＣＷａを取り付けた状態からの当接モータＭａの駆動累積時間を関数とした式で計算される値にすることにより一定値に制御することが可能である。

定着回転体である定着ローラ１７ａは、ハロゲンランプＨＬａを内包するアルミニウム円筒芯金に厚さ０．２〜２．０ｍｍのシリコーンゴムの耐熱弾性層を形成し、さらに１層ないし３層の接着層を介してその上の最表面に厚さ３０μｍのＰＦＡ樹脂のトナー離型層を、ディスパージョン状態のＰＦＡ樹脂を塗布焼成することにより、形成させたものであり、図示しないモータにより回転駆動される。定着ローラ１７ａには、ＰＦＡ樹脂のトナー離型層として、チューブとして成型されたＰＦＡチューブをシリコーンゴムの上に接着層等を介して被覆してもよい。０．２ｍｍ以上の耐熱弾性層を有することにより、定着ローラ１７ａがトナー像を担持する転写紙Ｐの表面凹凸にならい易くなり画質が良好になるばかりでなく、ワックス供給ローラＣＲａが硬いものであってもワックス供給ローラＣＲａと定着ローラ１７ａの接触が安定し、定着ローラ１７ａとワックス供給ローラＣＲａとの接触部分でウェブＣＷａに含浸されているワックスがワックス供給ローラＣＲａから定着ローラ１７ａに移動しやすくなり、定着ローラ１７ａへのワックス塗布性能がより一層向上してオフセット現象、転写紙巻き付き、光沢むらをより一層抑えることができる。定着ローラ１７ａの最表面はＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰのいずれかのふっ素樹脂を含有するトナー離型層を有するものであっても良い。

また、加圧回転体である加圧ローラ１７ｂは、ハロゲンランプＨＬａを内包するアルミニウム円筒芯金に厚さ０．２〜１．５ｍｍのシリコーンゴムの耐熱弾性層を形成し、さらに１層ないし３層の接着層を介してその上の最表面に厚さ３０μｍのＰＦＡ樹脂のトナー離型層を形成させたものであり、定着ローラ１７ａとで、トナー像を有する転写紙Ｐを圧着して、加圧しながら従動回転する。トナー離型層は前述した定着ローラ１７ａのトナー離型層と同様な方法にて形成される。

定着ローラ１７ａのトナー離型層の厚さは２０〜５０μｍであることが好ましい。２０μｍ以上とすることで、均一なフッ素樹脂の層を形成しやすくなる。また、５０μｍ以下とすることで、加熱定着ローラ１０１表面がトナー像を担持する転写紙Ｐの表面凹凸にならい易くすることができ、画像劣化を抑えることができる。また、５０μｍ以下の領域では、定着ローラ１７ａ表面がワックス供給ローラＣＲａ表面にならい易くなることによりワックス供給ローラＣＲａによるワックスの塗布性能を一層向上させることができる。

また、ワックス供給ローラＣＲａは、肉厚１ｍｍで、外径が２４ｍｍのアルミニウム円筒芯金に硬質陽極化処理を行ってアルミナ被膜を形成し、さらにテトラチオモリブデン酸アンモニウム溶液中で二次電解して被膜中の直径１００オングストローム程度の超微細ポアー内に二硫化モリブデンを折出させ（商品名カシマコート）、表面を研磨し仕上げたものが用いられる。研磨仕上後の表面粗さＲｚは１．６μｍ以下で、皮膜の膜厚は約３０μｍで、表面ビッカース硬さＨｖが３５０Ｋｇ／ｍｍ²以上である。

ビッカース表面硬さはＪＩＳ Ｚ ２２５１の微小硬さ試験法に則り測定することができる硬度とする。具体的には、対面角が１３６度のダイヤモンド正四角錐の圧子を用い、試験面に窪みをつけた時の荷重Ｆ（Ｎ）を、窪みの対角線長さｄ（ｍｍ）から求めた表面積で除した商をいい、
表面硬さ（Ｈｖ）＝０．１８１８５Ｆ／ｄ²
（但し、ｄは窪みの対角線長さの平均（ｍｍ）である。）
で算出できる。本実施例においてはＭＶＫ−Ｈ１００（（株）アカシ製）を用いて、２３℃、５０％ＲＨの環境で測定した値としている。

ワックス供給ローラＣＲａの定着ローラ１７ａと接触する部分の材料には、表面粗さＲｚが１．６μｍ以下のもので定着ローラ１７ａの表面温度に対する耐熱性があればどのようなものを用いてもよい。上述したもの以外でも、例えば、アルミニウム円筒芯金に、Ａｓｋｅｒ−Ｃ（４．６Ｎ 荷重）硬度で１５〜５０°となるように発泡シリコーンゴムを成型し、さらにその上に接着層等を介して５０〜８０μｍ程度の厚みを持ち表面粗さＲｚを１．６μｍ以下となるように成型されたポリイミドシームレスチューブを被覆したものを用いてもよい。また、表面を鏡面仕上げしたアルミニウム円筒芯金にふっ素ゴムとふっ素樹脂の混合物の耐熱材料を塗布したものを用いてもよい。

本発明において表面粗さＲｚは、ＪＩＳＢ０６０１−１９８２に記載の基準長０．８ｍｍの値を意味する。即ち、基準長０．８ｍｍの距離間で上位から５つの山頂の平均高さと、下位から５つの谷底の平均低さとの差である。

ワックス供給ローラＣＲａの表面粗さＲｚは、１．０μｍ以下であることが特に好ましい。ワックス供給ローラＣＲａ上において、ワックスの融点以上の温度が保たれている場合は、ワックスは液状であり、通常高さは約１μｍ以下となることから、表面粗さＲｚを上記のような小さい値にすることにより、より一層定着ローラ１７ａ上にワックスを均一に塗布することができる。

ワックス供給ローラＣＲａは、定着ローラ１７ａと０．２〜１．０Ｎの荷重で接触している。０．２Ｎ以上とすることで、ワックス供給ローラＣＲａと定着ローラ１７ａの接触が安定となり、１．０Ｎ以下とすることで、定着ローラ１７ａの耐熱弾性層の永久歪みを防止することが出来る。

ワックス供給ローラＣＲａと定着ローラ１７ａとの接触部分は画像形成に用いられる転写材Ｐの最大用紙幅以上であることが好ましい。また、ウェブＣＷａとワックス供給ローラＣＲａとの接触部分も画像形成に用いられる転写材Ｐの最大用紙幅以上であることが好ましい。これによりどのような紙に対してもオフセット現象、転写紙巻き付き、光沢むらを抑えることができる。

ワックス供給ローラＣＲａは、定着ローラ１７ａからの熱によって、ワックス供給ローラＣＲａとウェブＣＷａの接触部分での温度がトナー中に含有されるワックスの融点より高くなっている。これにより、ウェブＣＷａに含浸されているワックスの一部が、溶解した状態でワックス供給ローラＣＲａに移行するようになり、ワックス塗布効率を向上させることができる。ウェブＣＷａに含有されるワックスの融点を１１０℃以下程度と低く設定することにより、定着ローラ１７ａが約１６０℃以上に保持されていれば、定着ローラ１７ａとワックス供給ローラＣＲａとが接触することから、ワックス供給ローラＣＲａとウェブＣＷａの接触部分での温度もワックスの融点よりも高くなるのである。例えば、アルミニウム円筒芯金にアルミナ被膜を形成し研磨したワックス供給ローラＣＲａにおいては、芯金の熱伝導性が良好なために定着ローラ１７ａとの接触により表面温度はすぐに上昇する。アルミニウム円筒芯金の肉厚は撓みなどが発生しない範囲において薄い方が表面温度をすぐに上昇できるため良く、０．８〜２ｍｍ程度が好ましい。また、発泡シリコーンゴム表面にポリイミドチューブを被服したようなワックス供給ローラの場合も、発泡シリコーンゴムの熱伝導性が悪いために定着ローラ１７ａとの接触回転により表面温度はすぐに上昇する。
定着ローラ１７ａ、ワックス供給ローラＣＲａはウォームアップ時に回転する期間が設けられていることが好ましく、これにより、ワックス供給ローラＣＲａは画像形成装置立ち上げ直後でもワックス融点以上の十分な高温度にすることが可能である。
定着ローラ１７ａの設定温度が約１４０℃以下のような低く、ワックスの融点との差が小さい場合には、ワックス供給ローラＣＲａの内部に熱源を設けることが望ましい。

また、シート状部材であるウェブＣＷａは、例えば、芳香族ポリアミド及び／またはポリエステルを含有する不織布であり、例えば芳香族ポリアミドとポリエステルを６０：４０で合わせることにより作製された厚み７０μｍ、目付け量３０ｇ／ｍ²のものが用いられる。
また、ウェブＣＷａは、高級脂肪酸エステルを含浸するものであり、シリコーンオイルは含浸していない。シリコーンオイルを含浸させないことにより、転写紙のべたつき感を防止出来る。ウェブＣＷａには、ワックスを含浸することができる材料であればどのような材料を用いてもよいが、耐熱性の観点から芳香族ポリアミド又は／及びポリエステルを含有する不織布を用いるのが好ましい。

薄いシート状のウェブＣＷａからワックス供給ローラＣＲａを介して定着ローラ１７ａにワックスを塗布しているので、画像の光沢を高めたり、厚紙の定着性を確保するために、定着温度を増加させたり、プロセス速度を下げて転写紙の加熱量を増加させても、定着ローラ１７ａに塗布供給されるワックス量の変化は少ないため、画像表面のワックス量が大きく増加し、光沢むらに到ることはない。
本発明において、ワックスには、例えば、パラフィン系ワックス、ポリオレフィン系ワックス、これらの変性物（例えば、酸化物やグラフと処理物）、高級脂肪酸、およびその金属塩、アミドワックス、エステル系ワックス等の従来公知のワックスを用いることができるが、例えば高級脂肪酸エステルワックスを用いるのが好ましい。本発明に係るワックスの融点は７０〜１１０℃であることが好ましい。ここで、ワックスの融点は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）に於ける昇温時のＤＳＣカーブにおいて、最大の吸熱を示すピークの頂点の温度をいう。融点を１１０℃以下にすることにより、ワックス供給ローラＣＲａの中に熱源を有していなくても、ワックス供給ローラＣＲａとウェブＣＷａの接触部でワックスの溶解がスムーズに行われるため、ワックス塗布効率を向上させ、オフセットや紙巻き込みの発生をより一層抑えることができるのに加え、融点を７０℃以上にすることにより、元巻き軸ＭＪａに巻かれた状態から液化したワックスが定着器内にしたたり落ちて機内や転写紙を汚すことがなくなる。

定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとの間に４〜８ｍｍ程度の定着ニップ部Ｎを形成し、定着ニップ部Ｎを通して加熱と加圧とにより、進入ガイド板ＳＧＰを通して定着領域へ進入される記録紙Ｐ上のトナー像（或いはカラートナー像）を固定定着するものである。定着された記録紙Ｐは、排紙ガイド板ＨＧＰａおよび排紙ガイド板ＨＧＰｂの間を通して定着装置１７外に排出される。

また、定着ローラ１７ａおよび加圧ローラ１７ｂの表面に近接して非接触の温度検知手段としての温度センサＴＳ１、ＴＳ２を設け、定着ローラ１７ａおよび加圧ローラ１７ｂの温度制御を行う。温度検知手段の検知温度に基づいてそれぞれのハロゲンランプＨＬａの点灯が制御される。非接触温度検知手段を用いることにより、定着ローラ１７ａ上のワックス塗布状態にむらが生じず、光沢むらをより抑えることが出来る。

本発明に用いられるトナーとしては、例えば決着樹脂と着色剤とを含有してなる着色粒子により構成されるものが用いられる。トナーの決着樹脂は特に限定されるものではないが、スチレン系樹脂、スチレンアクリル共重合体樹脂、ポリエステル樹脂などの公知の樹脂を用いることが出来る。トナーの粒子には、さらに必要に応じて、離型機能を有するワックスを含有することが出来る（トナーに含有させるワックスの種類についてはウェブに含浸している物と違うものでも同じものでも良い）が、５質量％以下に抑えることが好ましく、ワックスを含有させないことが最も好ましい。これにより、定着ニップ部でのトナーへの供給熱量を増加させた場合でもトナーからのワックスのしみ出し量の増加を抑えられるため、画像表面のワックス量増加を抑えることが出来て、光沢むらの発生を抑えることが出来る。

また上記定着装置１７において、２つの回転体に接触する分離爪は設けず、定着ローラ１７ａのＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度≦加圧ローラ１７ｂのＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度として、定着ローラ１７ａへの記録紙Ｐの巻き付きを防止するように構成する。ここで、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度とは、高分子計器株式会社製のＡｓｋｅｒ−Ｃ型硬度計を荷重０．１Ｎで被測定物に押し当てて測定された硬度のことを言う。非接触の転写紙分離手段を用いることにより、定着ローラ１７ａ上のワックス塗布状態にむらが生じず、光沢むらをより抑えることが出来る。

また上記定着装置１７において、定着回転体、加圧回転体、清掃回転体は、勿論ベルト形状としてもよい。

各実施例、比較例において、図１の画像形成装置に図２の定着装置を用い、コニカカラーペーパ８１．４ｇ／ｍ²紙（Ａ４サイズ）を使用して、紙上のトナー付着量が１色当たり約０．４〜０．５ｍｇ／ｃｍ²となるようにして片面にフルカラー画像を形成することを、転写紙Ｐの搬送速度２水準条件で行い、転写紙巻き付き、オフセット、光沢むらの発生有無を観察した。トナーは、特願２００３−１４６００７に詳細記載されている乳化重合法によるスチレンアクリル重合トナーを使用し、定着装置の条件は下記のように設定した。シリコーンオイルの塗布は行っていない。
定着ローラ１７ａ：アルミニウムＡ５０５６円筒芯金に、熱伝導率０．５０Ｗ／ｍ・ＫでＪＩＳ−Ａ硬度１０°のシリコーンゴムの耐熱弾性層を厚さ１．５ｍｍで形成し、さらに２層の接着層を介してその上の最表面に厚さ３０μｍのＰＦＡ樹脂のトナー離型層を、ディスパージョン状態のＰＦＡ樹脂を塗布焼成することにより形成し表面平滑処理を施して、外径６５．０ｍｍにしたもの。表面粗さＲｚは２．０μｍ以下である。

加圧ローラ１７ｂ：アルミニウムＡ５０５６円筒芯金に、熱伝導率０．５０Ｗ／ｍ・ＫでＪＩＳ−Ａ硬度１０°のシリコーンゴムの耐熱弾性層を厚さ１．０ｍｍで形成し、さらに２層の接着層を介してその上の最表面に厚さ３０μｍのＰＦＡ樹脂のトナー離型層を、ディスパージョン状態のＰＦＡ樹脂を塗布焼成することにより形成し、外径５５．０ｍｍにしたもの。表面粗さＲｚは２．０μｍ以下である。
定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂの圧着荷重は約１０Ｎであり、ニップ幅は約７〜８ｍｍである。加熱定着ローラを駆動させることにより、転写紙Ｐの搬送速度が所定速度になるようにしており、本実施例では、１１０ｍｍ／ｓｅｃ、２２０ｍｍ／ｓｅｃの２水準で通紙を行っている。定着ローラ１７ａ、加圧ローラ１７ｂのアルミニウム円筒芯金内部にはハロゲンランプＨＬａが固定されて設置され、定着ローラ１７ａ、加圧ローラ１７ｂ表面に近接した位置に配置された温度検知センサ（図示せず）の検知出力によりＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことにより、定着ローラ１７ａの表面温度、加圧ローラ１７ｂの表面温度を所定値に保つようにしている。ワックス供給ローラは、それぞれ０．５Ｎの荷重で定着ローラ１７ａに圧接させて画像形成を行っている。

表面粗さＲｚの測定には表面粗さ計（小坂研究所社製 Ｓｕｒｆｃｏｒｄｅｒ ＳＥ−３３００）を用いてローラ形状のまま測定した。
（実施例１）ワックスの含有しないトナーを用い、ワックス供給ローラＣＲａを、芯金厚１．０ｍｍのアルミニウムＡ５０５２円筒芯金に硬質陽極化処理を行ってアルミナ被膜を約４０μｍ形成し、さらにテトラチオモリブデン酸アンモニウム溶液中で二次電解して被膜中の超微細ポアー内に二硫化モリブデンを析出させてから表面を約１０μｍ研磨して、定着ローラ１７ａと接触する部分の表面粗さＲｚを１．６μｍ、ビッカース硬度３６０Ｋｇ／ｃｍ２である外径２４ｍｍのものにした。ウエブは芳香族ポリアミドとポリエステルを６０：４０で合わせることにより作製された厚み７０μｍ、目付け量２７ｇ／ｍ²のものに融点８２℃の高級脂肪酸エステルワックスを２７ｇ／ｍ²含浸させたものを使用した。ウエブの送り量は、０．１０ｍｍ／ｃｏｐｙに設定した。定着ローラ１７ａの表面温度を１８０〜２１０℃、加圧ローラ１７ｂの表面温度を１６０〜１９０℃の範囲内に保つようにした。

転写紙Ｐの搬送速度が２２０ｍｍ／ｓｅｃの時に、転写紙巻き付き、オフセット、光沢むらは発生しなかった。また１１０ｍｍ／ｓｅｃの時に転写紙巻き付き、オフセットは発生せず、縦筋状の光沢むらは発生したものの軽微であり十分許容出来るものであり、２２０ｍｍ／ｓｅｃの時に比べて光沢度が上昇し、かつ画質も満足出来るものであった。
（実施例２）ワックスの含有しないトナーを用い、ワックス供給ローラＣＲａを、芯金厚１．０ｍｍのアルミニウムＡ５０５２円筒芯金に硬質陽極化処理を行ってアルミナ被膜を約４０μｍ形成し、さらにテトラチオモリブデン酸アンモニウム溶液中で二次電解して被膜中の超微細ポアー内に二硫化モリブデンを析出させてから表面を約１０μｍ研磨して、定着ローラ１７ａと接触する部分の表面粗さＲｚを０．８μｍ、ビッカース硬度３６０Ｋｇ／ｃｍ２である外径２４ｍｍのものにした。ウエブは芳香族ポリアミドとポリエステルを６０：４０で合わせることにより作製された厚み７０μｍ、目付け量２７ｇ／ｍ²のものに融点１４０℃のポリプロピレンワックスを２７ｇ／ｍ²含浸させたものを使用した。ウエブの送り量は、０．１０ｍｍ／ｃｏｐｙに設定した。定着ローラ１７ａの表面温度を１４０〜１７０℃、加圧ローラ１７ｂの表面温度を１２０〜１５０℃の範囲内に保つようにした。また、ワックス供給ローラ内部にもハロゲンランプを設置し、ワックス供給ローラの表面に近接した位置に配置された温度検知センサ（図示せず）の検知出力によりＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことにより、ワックス供給ローラの表面温度を１５０〜１８０℃に保つようにした。

転写紙Ｐの搬送速度が２２０ｍｍ／ｓｅｃの時に、転写紙巻き付き、オフセット、光沢むらは発生しなかった。また１１０ｍｍ／ｓｅｃの時に転写紙巻き付き、オフセットは発生せず、縦筋状の光沢むらは発生したものの軽微であり十分許容出来るものであり、２２０ｍｍ／ｓｅｃの時に比べて光沢度が上昇し、かつ画質も満足出来るものであった。
（実施例３）ワックスの含有しないトナーを用い、ワックス供給ローラＣＲａを、芯金厚１．０ｍｍのアルミニウムＡ５０５２円筒芯金に硬質陽極化処理を行ってアルミナ被膜を約４０μｍ形成し、さらにテトラチオモリブデン酸アンモニウム溶液中で二次電解して被膜中の超微細ポアー内に二硫化モリブデンを析出させてから表面を約１０μｍ研磨して、定着ローラ１７ａと接触する部分の表面粗さＲｚを０．８μｍ、ビッカース硬度３６０Ｋｇ／ｃｍ２である外径２４ｍｍのものにした。ウエブは芳香族ポリアミドとポリエステルを６０：４０で合わせることにより作製された厚み７０μｍ、目付け量２７ｇ／ｍ²のものに融点８２℃の高級脂肪酸エステルワックスを２７ｇ／ｍ²含浸させたものを使用した。ウエブの送り量は、０．１０ｍｍ／ｃｏｐｙに設定した。定着ローラ１７ａの表面温度を１８０〜２１０℃、加圧ローラ１７ｂの表面温度を１６０〜１９０℃の範囲内に保つようにした。

転写紙Ｐの搬送速度が２２０ｍｍ／ｓｅｃの時に、転写紙巻き付き、オフセット、光沢むらは発生しなかった。また１１０ｍｍ／ｓｅｃの時に転写紙巻き付き、オフセットは発生せず、縦筋状の光沢むらは発生したものの非常に軽微であり、２２０ｍｍ／ｓｅｃの時に比べて光沢度が上昇し、かつ画質も満足出来るものであった。
（実施例４）融点８２℃の高級脂肪酸エステルワックスが４質量％含有されたトナーを用い、ワックス供給ローラＣＲａを、芯金厚１．０ｍｍのアルミニウムＡ５０５２円筒芯金に硬質陽極化処理を行ってアルミナ被膜を約４０μｍ形成し、さらにテトラチオモリブデン酸アンモニウム溶液中で二次電解して被膜中の超微細ポアー内に二硫化モリブデンを析出させてから表面を約１０μｍ研磨して、定着ローラ１７ａと接触する部分の表面粗さＲｚを１．６μｍ、ビッカース硬度３６０Ｋｇ／ｃｍ２である外径２４ｍｍのものにした。ウエブは芳香族ポリアミドとポリエステルを６０：４０で合わせることにより作製された厚み７０μｍ、目付け量２７ｇ／ｍ²のものに融点８２℃の高級脂肪酸エステルワックスを２７ｇ／ｍ²含浸させたものを使用した。ウエブの送り量は、０．１０ｍｍ／ｃｏｐｙに設定した。定着ローラ１７ａの表面温度を１８０〜２１０℃、加圧ローラ１７ｂの表面温度を１６０〜１９０℃の範囲内に保つようにした。

転写紙Ｐの搬送速度が２２０ｍｍ／ｓｅｃの時に、転写紙巻き付き、オフセット、光沢むらは発生しなかった。また１１０ｍｍ／ｓｅｃの時に転写紙巻き付き、オフセットは発生せず、縦筋状の光沢むらは発生したものの軽微であり十分許容出来るものであり、２２０ｍｍ／ｓｅｃの時に比べて光沢度が上昇し、かつ画質も満足出来るものであった。
（比較例１）融点８２℃の高級脂肪酸エステルワックスが１５質量％含有されたトナーを用い、ワックス供給ローラＣＲａ及びウエブＣＷａは設置しなかった。定着ローラ１７ａの表面温度を１８０〜２１０℃、加圧ローラ１７ｂの表面温度を１６０〜１９０℃の範囲内に保つようにした。

転写紙Ｐの搬送速度が２２０ｍｍ／ｓｅｃの時に、転写紙巻き付き、オフセット、光沢むらは発生しなかった。しかしながら、１１０ｍｍ／ｓｅｃの時に２２０ｍｍ／ｓｅｃの時に比べて光沢度が上昇したものの、画像表面に多量のワックスが析出し、排紙時に排紙ローラ接触部と非接触部で、紙温度が異なったために、ワックスが固化する際の結晶化度が部分的に変わり、光沢むらとなった。
（比較例２）融点８２℃の高級脂肪酸エステルワックスが８質量％含有されたトナーを用い、ワックス供給ローラＣＲａ及びウエブＣＷａは設置しなかった。定着ローラ１７ａの表面温度を１８０〜２１０℃、加圧ローラ１７ｂの表面温度を１６０〜１９０℃の範囲内に保つようにした。

転写紙Ｐの搬送速度が１１０ｍｍ／ｓｅｃの時に、転写紙巻き付き、オフセット、光沢むらは発生しなかった。しかしながら、２２０ｍｍ／ｓｅｃの時に転写紙巻き付き、オフセットが発生した。
（比較例３）ワックスの含有しないトナーを用い、ワックス供給ローラＣＲａを、芯金厚１．０ｍｍのアルミニウムＡ５０５２円筒芯金に硬質陽極化処理を行ってアルミナ被膜を約４０μｍ形成し、さらにテトラチオモリブデン酸アンモニウム溶液中で二次電解して被膜中の超微細ポアー内に二硫化モリブデンを析出させてから表面を約１０μｍ研磨して、定着ローラ１７ａと接触する部分の表面粗さＲｚを３．２μｍ、ビッカース硬度３６０Ｋｇ／ｃｍ２である外径２４ｍｍのものにした。ウエブは芳香族ポリアミドとポリエステルを６０：４０で合わせることにより作製された厚み７０μｍ、目付け量２７ｇ／ｍ²のものに融点８２℃の高級脂肪酸エステルワックスを２７ｇ／ｍ²含浸させたものを使用した。ウエブの送り量は、０．１０ｍｍ／ｃｏｐｙに設定した。定着ローラ１７ａの表面温度を１８０〜２１０℃、加圧ローラ１７ｂの表面温度を１６０〜１９０℃の範囲内に保つようにした。

転写紙Ｐの搬送速度が２２０ｍｍ／ｓｅｃの時に、転写紙巻き付き、オフセット、光沢むらは発生しなかった。また１１０ｍｍ／ｓｅｃの時に転写紙巻き付き、オフセットは発生しなかったが、縦筋状の光沢むらが発生した。
（比較例４）ワックスの含有しないトナーを用い、ワックス供給ローラＣＲａを、芯金厚１．０ｍｍのアルミニウムＡ５０５２円筒芯金に硬質陽極化処理を行ってアルミナ被膜を約４０μｍ形成し、さらにテトラチオモリブデン酸アンモニウム溶液中で二次電解して被膜中の超微細ポアー内に二硫化モリブデンを析出させてから表面を約１０μｍ研磨して、定着ローラ１７ａと接触する部分の表面粗さＲｚを０．８μｍ、ビッカース硬度３６０Ｋｇ／ｃｍ２である外径２４ｍｍのものにした。ウエブは芳香族ポリアミドとポリエステルを６０：４０で合わせることにより作製された厚み７０μｍ、目付け量２７ｇ／ｍ²のものに融点１４０℃のポリプロピレンワックスを２７ｇ／ｍ²含浸させたものを使用した。ウエブの送り量は、０．１０ｍｍ／ｃｏｐｙに設定した。定着ローラ１７ａの表面温度を１４０〜１７０℃、加圧ローラ１７ｂの表面温度を１２０〜１５０℃の範囲内に保つようにした。

転写紙Ｐの搬送速度が２２０ｍｍ／ｓｅｃの時及び１１０ｍｍ／ｓｅｃの時に、ワックス供給ローラ表面温度がワックスの融点以上を維持出来ないことによる転写紙巻き付き、オフセットが時々発生した。

上記の如く、本発明の如き構成をとることにより、定着時に、転写材上の画像表面に存在するワックス量が均一になるように、定着回転体表面にワックスが塗布され、良好な光沢度を有し、画像むらの無い画像が形成される定着装置および画像形成装置が得られる。

本発明にかかわる定着装置が用いられる画像形成装置の概略断面構成図である。 本発明にかかわる定着装置の概略断面構成図である。

符号の説明

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 感光体ドラム
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ 帯電手段
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ 露光手段
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 現像装置
１７ 定着装置
１７ａ 定着ローラ
１７ｂ 加圧ローラ
ＣＲａ ワックス供給ローラ
ＣＷａ ウェブ
ＧＫ 駆動系
ＨＬａ ハロゲンランプ
Ｍａ モータ
ＭＪａ 元巻き軸
ＭＲａ 巻き上げ軸
Ｐ 記録紙

Claims (2)

1. トナーを転写材上に熱定着させる定着装置において、
   トナーを転写材上に熱定着させる定着回転体と、前記定着回転体に接触するワックス供給用回転体と、前記ワックス供給用回転体に接触するワックスを含有したシート状部材と、前記シート状部材を移動させるシート状部材移動手段とを設け、
   前記ワックス供給用回転体は前記シート状部材と接触する部分の表面粗さがＲｚ１．６μｍ以下であり、画像形成時の前記定着回転体の表面温度が前記ワックスの融点より高く、前記ワックス供給用回転体と前記シート状部材との接触部分の温度が前記ワックスの融点より高いことを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置を備え、前記定着装置により転写材に与える熱量が変更される動作モードを有することを特徴とする画像形成装置。

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