JP2008134309A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】結晶性物質を含むトナーを用いる画像形成装置において、画像グロスの不均一性を低減すること。
【解決手段】定着装置によりトナー像が定着された用紙Ｐを、用紙幅の長さの画像面側に弾性体層７１２が形成された用紙搬送ローラ７０により下流に搬送する。用紙搬送ローラ７０は、非接触型の温度検知センサ７５の検知情報に基づく制御部４０のフィードバック制御がなされ、加熱用ハロゲンランプ７１４及び冷却ファン７３，７４によりトナーに含まれるワックスの融点以下に制御され、画像グロスが変動しない均一な画像が得られる。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関し、より詳しくは、定着装置の下流側に用紙搬送装置を設けた画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置のトナーとしてワックスを含有する（内包あるいは外添）ものが考案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。これにより、定着装置に離型材塗布装置を設けずにトナー像を定着した記録紙の離型性を得ることが可能である。
一方、定着装置は、複数のローラに張架した定着ベルトと加圧部材のニップ部で、用紙を加熱・加圧してトナー像を定着するベルトニップ方式が知られている。このような定着装置のニップ部を通過した記録紙を、所定の冷却手段により冷却する画像形成装置が報告されている（特許文献３〜５参照）。これにより、排出トレイに積層された記録紙上のトナーが、蓄熱によって次にスタックされた記録紙裏面に貼り付くという不具合が解消される。
また、画像表面性を均一にするため、定着装置の下流側に画像表面を再形成するための装置を別途設けるものが考案されている（特許文献６及び７参照）。

特開平０６−３０８７５９号公報 特開平１０−１４８９８８号公報 特開平０４−１６６３７４号公報 特開平１１−２０２７３８号公報 特開２００５−１２２００４号公報 特開平０６−１７５４５５号公報 特開平１１−８４７７０号公報

ところで、従来、ワックスあるいは結晶性樹脂を含有するトナーを用いる画像形成装置では、トナー像表面に用紙搬送方向に高光沢の帯（ローラマーク）が発生し、画像品質を劣化させる問題がある。また、ワックスあるいは結晶性樹脂を含むトナーを用いると、例えば、長時間のダウンタイム後に画像形成装置を再起動すると、トナー像のグロス値が増大するという問題が生じる。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明の目的は、結晶性物質を含むトナーを用いる画像形成装置において、画像グロスの不均一性が低減された画像形成装置を提供することにある。

かくして本発明によれば、結晶性物質を含むトナーを用いて記録材に対して画像を形成する画像形成装置であって、記録材上にトナーの定着を行う定着装置と、定着装置によりトナー像が定着された記録材を下流に搬送する用紙搬送装置と、を備え、用紙搬送装置は、記録材上に定着されたトナー像と接し、用紙幅方向に少なくとも用紙幅の長さを有する回動部材と、回動部材の温度の測定値に基づき、回動部材の温度を結晶性物質の融点以下に制御する温度制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。本発明における結晶性物質とは、ワックスあるいはトナー中に含まれる結晶構造を有する結着樹脂のことを示す。

ここで、本発明が適用される画像形成装置が備える用紙搬送装置における温度制御手段は、回動部材を加熱する加熱源と、回動部材を冷却する冷却装置と、回動部材の温度を検知する検知センサと、を有することが好ましい。
この場合、使用する検知センサは、非接触型温度センサであることが好ましい。
また、回動部材は、トナー像と接触しフッ素樹脂からなる表面層と、表面層の内側に形成され弾性体からなる弾性体層と、を有することが好ましい。

次に、本発明によれば、ワックスあるいは結晶性樹脂を含むトナーを用いて記録材上に画像を形成する画像形成装置であって、加熱方式により記録材上にトナー像の定着を行う定着装置と、定着装置から排出された記録材上のトナー表面をワックスあるいは結晶性樹脂の融点または軟化点以下に冷却しつつ、トナーに他の部材を接触させずに記録材を下流に搬送するベルトトランスポートと、を備えることを特徴とする画像形成装置が提供される。

ここで、ベルトトランスポート上の記録材表面を空冷する空冷手段をさらに備えることが好ましい。
この空冷手段は、記録材をベルトトランスポートに押し付けるエアーフローを形成することが好ましい。
記録材の搬送速度が２００ｍｍ／ｓ以上であることが好ましい。

また、定着装置は、定着ローラと張架ローラとによりベルト部材が張架された定着ベルトモジュールと、ベルト部材を介して定着ローラを押圧するように配置された加圧部材と、を備え、定着ベルトモジュールは、定着ローラと加圧部材との圧接部の下流側近傍で定着ベルトを加圧部材に押圧し、定着ベルトから記録材を剥離するための剥離部材を有することが好ましい。

さらに、ベルトトランスポートの下流側に用紙搬送装置を設け、この用紙搬送装置は、記録材上に定着されたトナー像と接し、用紙幅方向に少なくとも用紙幅の長さを有する回動部材と、回動部材の温度の測定値に基づき、回動部材の温度をワックスあるいは結晶性樹脂の融点以下に制御する温度制御手段と、を有することが好ましい。

本発明の画像形成装置によれば、画像グロスの不均一性が低減される。

以下、本発明を実施するための最良の形態（実施の形態）について説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさを表すものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置を示した概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部１０、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０、画像を定着した用紙Ｐを下流に搬送する用紙搬送装置としての用紙搬送ローラ７０を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。

本実施の形態において、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を書き込むレーザ露光器１３（図中、露光ビームを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を一次転写部１０にて中間転写ベルト１５に転写する一次転写ローラ１６、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。

中間転写体である中間転写ベルト１５は、各種ローラによって図１に示すＢ方向に所定の速度で循環駆動（回動）されている。この各種ローラとしては、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ローラ３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ローラ３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ローラとして機能するテンションローラ３３、二次転写部２０に設けられるバックアップローラ２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップローラ３４が配設されている。

一次転写部１０は、中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に対向して配置される一次転写ローラ１６で構成されている。そして、一次転写ローラ１６は中間転写ベルト１５を挟んで感光体ドラム１１に圧接配置され、さらに一次転写ローラ１６にはトナーの帯電極性（マイナス極性とする。以下同様。）と逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重畳されたトナー像が形成されるようになっている。

二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写ローラ２２と、バックアップローラ２５とによって構成される。バックアップローラ２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写ローラ２２の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ローラ２６が当接配置されている。

一方、二次転写ローラ２２は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップローラ２５に圧接配置され、さらに二次転写ローラ２２は接地されてバックアップローラ２５との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部２０に搬送される用紙Ｐ上にトナー像を二次転写する。

また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ３５が接離自在に設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配設されている。また、黒の画像形成ユニット１Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは画像形成を開始するように構成されている。

さらに、本実施の形態の画像形成装置では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップローラ５１、ピックアップローラ５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ローラ５２、搬送ローラ５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３、二次転写ローラ２２により二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５５、用紙Ｐを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６、定着装置６０により定着された後の用紙Ｐを用紙搬送ローラ７０へ導く排出ガイド５７を備えている。

次に、本実施の形態が適用される画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。
図１に示すような画像形成装置では、図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって作像作業が実行される。ＩＰＳでは、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。

レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの各感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの現像器１４によって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部１０において、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部１０において、一次転写ローラ１６により中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性（プラス極性）の電圧（一次転写バイアス）が付加され、トナー像を中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。

トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト１５は移動してトナー像が二次転写部２０に搬送される。トナー像が二次転写部２０に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が二次転写部２０に搬送されるタイミングに合わせてピックアップローラ５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップローラ５１により供給された用紙Ｐは、搬送ローラ５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストローラ（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。

二次転写部２０では、中間転写ベルト１５を介して、二次転写ローラ２２がバックアップローラ２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ローラ２２との間に挟み込まれる。その際に、給電ローラ２６からトナーの帯電極性と同極性（マイナス極性）の電圧（二次転写バイアス）が印加されると、二次転写ローラ２２とバックアップローラ２５との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、二次転写ローラ２２とバックアップローラ２５とによって押圧される二次転写部２０において、用紙Ｐ上に一括して静電転写される。

その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ローラ２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ローラ２２の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５へと搬送される。搬送ベルト５５では、定着装置６０における搬送速度に合わせて、用紙Ｐを最適な搬送速度で定着装置６０まで搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、用紙搬送ローラ７０を経て、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部（不図示）に搬送される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴って搬送され、クリーニングバックアップローラ３４および中間転写ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。

（定着装置）
次に、定着装置６０について説明する。
図２は、本実施形態である定着装置６０の概略構成を示す断面図である。この定着装置６０は、定着ベルトモジュール６１を主要部として備えている。また、定着ベルトモジュール６１に対して圧接して配置された加圧部材の一例としてのローラ状に形成された加圧ローラ６２を主要部として備えている。
また、定着装置６０の下流側には、定着画像が形成された用紙Ｐを、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部（不図示）に搬送する用紙搬送ローラ７０が設けられている。用紙搬送ローラ７０は、軸方向に少なくとも用紙幅を有し、上側ローラ７１、下側ローラ７２、冷却ファン７３，７４、温度検知センサ７５を備えている。用紙搬送ローラ７０については、後述する。

定着ベルトモジュール６１は、ベルト部材の一例としての定着ベルト６１０と、定着ベルト６１０を張架しながらＣ方向に回転駆動する円筒状に形成された定着ローラ６１１と、内側から定着ベルト６１０を張架する張架部材としてのテンションローラ（ステアリングローラ）６１２とを備えている。また定着ベルトモジュール６１は、外側から定着ベルト６１０を張架するテンションローラ６１３と、定着ローラ６１１とテンションローラ６１２との間で、定着ベルト６１０のＤ方向の回転に伴い従動回転するとともに、定着ベルト６１０の姿勢を矯正する姿勢矯正ローラ６１４と、を備えている。

さらに、定着ベルトモジュール６１は、定着ベルトモジュール６１と加圧ローラ６２とが圧接する領域であるニップ部Ｎ内の下流側領域であって定着ローラ６１１の近傍位置に配置された剥離部材の一例としての剥離パッド６４を備えている。
また、定着ベルトモジュール６１は、ニップ部Ｎの下流側において定着ベルト６１０を張架するテンションローラ（アイドラーローラ）６１５を備えている。また、定着ベルトモジュール６１は、テンションローラ６１３の表面をクリーニングするためのクリーニングウエブ６６を備えている。

定着ベルト６１０は、フレキシブルなエンドレスベルトである。そして、ポリイミド等からなる厚さ８０μｍ程度のベース層と、ベース層の表面側（外周面側）に積層された厚さ５０μｍ程度のシリコーンゴム等からなる弾性体層と、さらに弾性体層上に被覆された３０μｍ程度のＰＦＡ等からなる離型層とで構成されている。定着ベルト６１０は、定着ローラ６１１の回転に伴い、矢印Ｄ方向に移動（回動）する。

定着ローラ６１１は、所定の駆動手段（図示せず）からの駆動力を受けて、矢印Ｃ方向に回転する。また、定着ローラ６１１の内部には、加熱源としてヒーター６１６ａが配設されている。
また、テンションローラ６１２は、円筒状ローラであり、その内部には加熱源としてヒーター６１６ｂが配設されている。したがって、テンションローラ６１２は、定着ベルト６１０を張架する機能とともに、定着ベルト６１０を内周面側から加熱する機能をも併せ持つ。また、テンションローラ６１２の両端部には定着ベルト６１０を外側に押圧するバネ部材（図示せず）が配設され、定着ベルト６１０全体に張力を与えている。

さらに、テンションローラ６１３は、円筒状ローラであり、その内部には、加熱源としてのヒーター６１６ｃが配設されている。このため、テンションローラ６１３は、定着ベルト６１０を張架する機能とともに、定着ベルト６１０を外周面側から加熱する機能をも併せ持つ。したがって、本実施の形態では、定着ローラ６１１とテンションローラ６１２およびテンションローラ６１３とによって定着ベルト６１０が加熱される構成を採用している。

また、加圧ローラ６２は、円柱状ローラ６２１を基体としている。そして、基体側から、弾性層６２２と、離型層６２３とが順に積層されてソフトローラを構成している。また、加圧ローラ６２は、定着ベルトモジュール６１に押圧されるように設置されている。定着ベルトモジュール６１の定着ローラ６１１が矢印Ｃ方向へ回転するのに伴い、定着ローラ６１１に従動して矢印Ｅ方向に回動する。また、加圧ローラ６２はその内部に加熱源としてのヒーター６２４を備えており、このヒーター６２４により加圧ローラ６２は所定の温度に加熱されている。

定着装置６０は、ニップ部Ｎから排出された用紙を用紙排出装置（不図示）に導くガイド部材８３を備えている。ガイド部材８３は、定着ベルト６１０から所定間隔を離し、剥離パッド６４と共に、定着ローラ６１１の回転軸を中心に揺動可能に取り付けられている。また、ガイド部材８３の下側には剥離爪６２５が取り付けられている。
ここで、剥離パッド６４は、ニップ部Ｎの下流側近傍に定着ローラ６１１と所定の間隙をおいて配設されているとともに、定着ベルト６１０を加圧ローラ６２表面に押圧している。

剥離パッド６４は、その断面が定着ローラ６１１の円周方向に沿って延びる略円弧形状に形成されるとともに、ニップ部Ｎの下流側近傍にて定着ローラ６１１の軸方向に配置されている。そして、ニップ部Ｎを通過した後の定着ベルト６１０は、剥離パッド６４の側面に倣って回動する。それにより、定着ベルト６１０の進行方向は剥離パッド６４によってテンションローラ６１５方向に屈曲するように急激に変化し、用紙は自身の所謂「コシ」によって定着ベルト６１０から剥離される。定着ベルト６１０から分離された用紙は、ニップ部Ｎの下流側に配設されたガイド部材８３により、その進行方向が導かれる。

尚、本実施形態における剥離パッド６４は、例えばＳＵＳの金属や樹脂等の剛体で形成された断面が略円弧形状のブロック部材である。また剥離パッド６４は、定着ベルト６１０を介して加圧ローラ６２を所定の幅領域（例えば、定着ベルト６１０の進行方向に沿って２ｍｍ〜１０ｍｍの幅）に亘って所定の荷重（例えば、１０ｋｇｆ）で均一に押圧するように設置されている。

（トナー）
ここで、本実施の形態における各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの現像器１４（図１参照）にて現像される各色成分のカラートナーは、ポリエステル樹脂等の結着樹脂、染料または昇華性染料等の着色剤、ワックス等の離型剤、荷電制御材等のその他の目的に応じて添加される添加剤を含むものである。
このようなトナーの製造方法としては、特に限定されないが、たとえば、結着樹脂、着色剤及び添加剤を混練後に粉砕する混練粉砕法；着色剤、離型剤等を重合性単量体とともに懸濁させ、重合性単量体を重合する懸濁重合法；結着樹脂、着色剤、離型剤等のトナー構成材料を有機溶媒に溶解させ、水系溶媒中に懸濁状態で分散させた後に有機溶媒を除去する溶解懸濁法；樹脂を乳化重合により作製し、顔料、離型剤等の分散液とともにヘテロ凝集させ、その後融合・合一する乳化重合凝集融合合一法等が挙げられる。

（ワックス）
本実施の形態で使用するトナーは、結晶構造を持つ物質として、例えば、ワックスが含有されている。一般に、トナーにワックスを含有させることにより、ワックスが離型材として作用し、定着装置６０に設けられた定着ベルト６１０の表面に離型オイルを用いない場合でも、より広い定着ラチチュードを得ることができる。ここで定着ラチチュードとは、定着ベルト６１０の温度を変化させたときに、未定着トナー像が記録媒体である用紙Ｐに定着し得る低温側の温度（最低定着温度）から、トナー像が定着ベルト６１０から離型できなくなる高温側の温度（オフセット発生温度）までの温度領域をいう。

ワックスの離型剤としての添加量は、通常、トナーに対して０．５重量％〜５０重量％、好ましくは１重量％〜３０重量％、より好ましくは５重量％〜１５重量％の範囲が適当である。上記範囲内では離型剤を添加する効果が得られる。また、トナー表面の露出量が適度となるため、流動性や帯電特性が良好となる。

また、ワックスの融点は、通常４０℃〜１５０℃、好ましくは、５０℃〜１２０℃である。ワックスの融点をトナー中の結着樹脂の融点よりもある程度低くすることにより、結着樹脂よりも先にワックスが有効にトナーから溶け出す。これによって、定着装置６０のニップ部Ｎの出口での剥離時において離型性能を向上させることができる。

このようなワックスとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィンワックスが挙げられる。
本実施の形態で使用するトナーには、前述したワックス以外に、必要に応じて、トナー用の離型剤として公知の下記の材料を添加することができる。このような離型剤としては、例えば、ロウ類およびワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス；ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス；オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス；パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックスが挙げられる。

また、天然ワックスの他に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックスも使用できる。
さらに、ポリｎ−ステアリルメタクリレート、ポリｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレート重合体も使用することができる。

（結着樹脂）
トナー中の結着樹脂としては、結着樹脂の中に結晶構造を有していれば、特に制限されるものではなく、トナー用の結着樹脂として一般に用いられる材料を使用することができる。このような結着樹脂には、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン・アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ジエン系樹脂、フェノール樹脂、エチレン・酢酸ビニル樹脂等が挙げられる。

（用紙搬送ローラ）
次に、用紙搬送ローラ７０について説明する。
図３は、本実施の形態における用紙搬送ローラ７０を説明する図である。定着装置６０（図２参照）の下流に設けられた用紙搬送ローラ７０は、軸方向に少なくとも用紙Ｐの用紙幅の長さを有する回動部材であって、用紙Ｐ上に定着されたトナー像に接して回動する上側ローラ７１と、上側ローラ７１と接する下側ローラ７２とを備えている。
また、用紙搬送ローラ７０の表面温度を所定の温度範囲に制御する温度制御手段として、加熱源として上側ローラ７１に内蔵される加熱用ハロゲンランプ７１４と、上側ローラ７１と下側ローラ７２との２個のローラを冷却する冷却ファン７３，７４と、上側ローラ７１の表面温度を検知する非接触型の温度検知センサ７５とを備えている。
尚、温度検知センサ７５は非接触型であることが好ましい。接触型の場合は、上側ローラ７１表面に傷が入りやすく画像が乱れるおそれがある。

上側ローラ７１は、アルミニウム、ステンレス等の金属からなる円筒状のロール芯材７１１と、ロール芯材７１１上にシリコーンゴム等の弾性体から形成された弾性体層７１２と、弾性体層７１２の表面に形成されるフッ素系樹脂（ＰＦＡ等）等からなる表面層７１３から構成されている。また、ロール芯材７１１の内部空間には、加熱用ハロゲンランプ７１４が設けられている。
弾性体層７１２の厚さは０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度であり、表面層７１３の厚さは１０μｍ〜２００μｍ程度である。
下側ローラ７２は、金属製の芯金７２１と、芯金７２１上に形成された被覆層７２２とから構成されている。

次に、用紙搬送ローラ７０の動作について説明する。
本実施の形態では、下側ローラ７２は、所定の支持フレーム（図示せず）に回転自在に支持されているとともに、公知の回転駆動手段により所定の方向（Ｆ）に回転駆動される。また、下側ローラ７２の回転とともに上側ローラ７１は所定の方向（Ｇ）に従動回転する。
本実施の形態では、用紙搬送ローラ７０の温度は温度制御手段によって所定の温度範囲に保持される。即ち、上側ローラ７１は、加熱用ハロゲンランプ７１４により所定の加熱温度になるまで加熱され、また、用紙搬送ローラ７０は冷却ファン７３，７４により冷却される。そして、加熱用ハロゲンランプ７１４の加熱動作と、冷却ファン７３，７４による冷却動作とは、上側ローラ７１表面の温度を測定する温度検知センサ７５の検知情報に基づき、制御部４０によるフィードバック制御がなされて、用紙搬送ローラ７０の表面は所定の温度に保持される。

ここで、一般に、定着温度（例えば、１２０℃〜１５０℃）に加熱されたトナーに含まれるワックスあるいは結晶性樹脂が、高温状態のまま用紙搬送ローラ７０に接触することによって急冷されると、ワックスが非晶質となり画像が高グロスとなる。
このため、本実施の形態では、用紙搬送ローラ７０は、加熱源である加熱用ハロゲンランプ７１４の加熱動作により、用紙搬送ローラ７０に接触することによってワックスが急冷されない程度の温度範囲に加熱される。
また、通常、用紙搬送ローラ７０は連続通紙により表面温度が上昇するため（例えば、連続通紙２０枚程度で３０℃から１００℃程度迄に上昇。）、一連の画像形成動作内でグロス差が生じる場合がある。
このため、本実施の形態では、用紙搬送ローラ７０は、冷却装置である冷却ファン７３，７４の冷却動作により、用紙搬送ローラ７０は一連の画像形成動作内でグロス差が生じる温度に上昇しないように冷却される。

具体的には、本実施の形態における用紙搬送ローラ７０は、温度検知センサ７５の検知情報が制御部４０にフィードバックされることによって、使用するトナーに含まれるワックスあるいは結晶性樹脂の融点（℃）または軟化点（℃）より低温である温度範囲に保持される。
より具体的には、用紙搬送ローラ７０の温度は、通常、４０℃〜１１０℃、好ましくは４０℃〜９０℃、より好ましくは５０℃〜８０℃の温度範囲に保持される。

また、本実施の形態における用紙搬送ローラ７０では、用紙Ｐ上に形成されたトナー像と接触する上側ローラ７１を、弾性体からなる弾性体層７１２を用いて形成している。このように、用紙搬送ローラ７０の画像面側のローラに弾性体層７１２を設けることにより、ローラ表面をトナー像に密着させることができ、その結果、画像乱れを防止することができる。

尚、本実施の形態においては、用紙搬送ローラ７０として一対のローラにより用紙Ｐを搬送する装置を用いて説明したが、必ずしもローラによる搬送に限定されない。例えば、所定の加圧部材と組み合わせたベルト部材による搬送も可能である。但し、この場合も、トナー像と接触する画像面側の部材の表面は、上述したような弾性体からなる弾性体層を有することが好ましい。
また、冷却装置として冷却ファン７３，７４を用いて説明したが、例えば、所定のヒートパイプを用いるフィン冷却により用紙搬送ローラ７０を冷却することも可能である。

このように、本実施の形態における用紙搬送ローラ７０は、使用するトナーに含まれるワックスあるいは結晶性樹脂の融点以下の温度範囲に温度制御されることにより、画像グロスが変動しない均一な画像を得ることができる。
即ち、従来、ワックスを含有するトナーを用いると、トナー像表面に用紙搬送方向に高光沢の帯（ローラマーク）が発生し、特に、プロセススピードが２００ｍｍ／ｓ程度の高速機で顕著であった。この高光沢の帯の位置は、定着装置の下流側に設けた搬送ローラの位置と一致していることから、定着装置を通過後のまだ高温状態のトナー中のワックスあるいは結晶性樹脂が、搬送ローラに接触した部分のみ平滑化され、その結果、トナー像表面が高光沢になるのが原因とされた。特に、ワックスあるいは結晶性樹脂を含むトナーが、温度の低い搬送ローラに接触すると、急冷されたワックスが非晶質となるため、トナー像が高グロスになることが判明した。
一方、このようなローラマークは、搬送ローラのローラ幅を記録紙の用紙幅より長くすることにより解消されるものの、例えば、長時間のダウンタイム後に画像形成装置を再起動すると、トナー像のグロス値が増大するという問題が生じていた。
また、連続通紙運転の際に、一連の画像形成動作内でトナー像のグロス差が生じるという問題がある。
本実施の形態における用紙搬送ローラ７０を備えた画像装置は、上述した従来の問題を解消するものである。

（実施の形態２）
次に、ワックスあるいは結晶性樹脂を含むトナーを用いる場合において、画像グロスの不均一性が低減された画像形成装置の他の実施の形態について説明する。
図４は、定着装置６０の下流側に設けたベルトトランスポート９０を説明する図である。尚、定着装置６０は図２において詳述したのでここでは説明を省略する。

図４に示すベルトトランスポート９０は、用紙Ｐを搬送する無端状ベルトである搬送ベルト９１と、搬送ベルト９１を回動させるための駆動ローラ９２と、駆動ローラ９２とともに搬送ベルト９１を張架して従動する張架ローラ９３と、搬送ベルト９１の上方から空気を吹き出し、用紙Ｐを搬送ベルト９１に押し付けるとともに用紙Ｐの空冷手段としての空冷装置９４とを備えている。また、搬送ベルト９１の更に下流側には、用紙Ｐを対向するローラ対で挟みながら排出トレイ（図示せず）に排出するための排出ローラ８０を備えている。

本実施の形態では、空冷装置９４から吹き出される空気により、用紙Ｐを搬送ベルト９１に押し付けるエアーフローが形成されている。このように、用紙Ｐを空冷するためのエアーフローは、用紙Ｐをベルトトランスポート９０の搬送ベルト９１に押し付けるよう形成し、搬送ベルト９１の密着性を安定させることが、均一冷却及び用紙Ｐのカール低減のために望ましい。
ここで、搬送ベルト９１は、必要に応じ、ベルト面に空気が通る複数の穴を設け、さらに、搬送ベルト９１の下側に吸引装置（図示せず）を設けることにより、用紙Ｐを搬送ベルト９１に付着させることが可能である。

次に、図４に示すように、搬送ベルト９１は、駆動ローラ９２の駆動によって、ベルト面に付着した用紙Ｐを下流側の排出ローラ８０まで搬送し、排出ローラ８０によって排出トレイ（図示せず）に用紙Ｐを排出している。
ここで、ベルトトランスポート９０は、用紙Ｐを定着装置６０によって溶融したトナー像の存在する面（トナー面）とは表裏が逆（反対）となる面を搬送ベルト９１に接触させ、搬送している。このため、排出ローラ８０の位置に用紙Ｐのトナー面にあるトナー像が到達することで、トナー像が定着後に初めて接触部材に接触することになる。
即ち、定着装置６０の定着ベルト６１０に接触して加熱・加圧され、用紙Ｐ上に定着されたトナー像の存在する面（トナー面）は、用紙Ｐの上方であり、このトナー面は定着装置６０により加熱された直後、搬送ベルト９１によって搬送される。搬送ベルト９１によって搬送される際には、トナー面側に搬送部材が存在せず、トナー面はいかなる接触部材にも接触することがない。

その後、排出ローラ８０による排出位置に到達した際に、順次、接触部材である排出ローラ８０に接触する。即ち、用紙Ｐ上のトナー像を構成するトナーは、このトナーに含まれるワックスあるいは結晶性樹脂の融点より低温になるまで、トナー面が接触部材である排出ローラ８０に接触しない状態にて搬送されている。
具体的には、例えば、融点１０７℃程度のワックスを含むトナーを用い、定着装置６０にてトナー像の表面を１２０℃で加熱定着を行う場合を考える。この場合、トナー面に形成されるトナーが１２０℃の定着温度から１０７℃より低温になるまで、トナー面に接触部材が接触しない状態で、下流側まで用紙Ｐが搬送される。これにより、トナーがワックスの融点よりも高温の状態では、定着後に溶融されたトナーが接触部材に接触することがない。

本実施の形態では、このように、定着装置６０の下流側にベルトトランスポート９０を配置した。これにより、定着直後の高温状態で画像表面に接触するローラを無くし、トナー表面のワックスが、その融点以下の温度に下がるまで画像表面にローラを接触させないようにした。このため、排出ローラ８０の当接の有無による画像光沢ムラが発生しない。
さらに、搬送ベルト９１上でトナー表面を空冷する手段を設けたので、トナー表面のワックスの温度を融点以下に下げる時間を短縮できる。このため装置全体が大型化することを防止できる。
このように、定着装置６０の下流側にベルトトランスポート９０を配置することにより画像光沢ムラが発生しない効果は、特に、搬送速度が２００ｍｍ／ｓ以上の高速機において顕著に得られる。

図５は、用紙温度と画像光沢ムラ発生の頻度の結果を説明する図である。図５中、横軸は、排出ローラ８０（図４参照）進入直前の用紙温度（℃）、縦軸はプリントサンプル１０枚走行後の画像光沢ムラの発生率（％）を示している。ここでは、ワックス（融点１０７℃：三洋化成株式会社製ポリエチレンワックスＰ−１６５）を５重量％含有したトナーを用いている。
また、定着装置６０（図４参照）による定着直後の用紙排出温度は１２０℃である。用紙温度（℃）は、搬送ベルト９１（図４参照）の下流側で、排出ローラ８０（図４参照）進入直前の用紙温度（℃）である。

図５の結果から、定着装置６０から排出された用紙（用紙排出温度：１２０℃）は、ベルトトランスポート９０により搬送されつつ冷却され、用紙温度がワックスの融点（１０７℃）より低い１００℃以下になることにより、画像光沢ムラの発生率が０％になることが分かる。尚、ワックスの融点（１０７℃）より７℃低くする必要があるのは、通紙により排出ローラ８０の温度が高くなったためと考えられる。

図６は、定着装置６０の下流側に、ベルトトランスポート９０と温度制御された用紙搬送ローラ７０とを設けた装置を説明する図である。尚、定着装置６０は図２において詳述したのでここでは説明を省略する。
図６には、定着装置６０の下流側に、空冷手段である空冷装置９４を有するベルトトランスポート９０を設け、ベルトトランスポート９０のさらに下流側に、ワックスの融点以下の温度範囲に温度制御される用紙搬送ローラ７０が設けられている。ベルトトランスポート９０及び用紙搬送ローラ７０の構造は、図３と図４においてそれぞれ詳述したので説明は省略する。

図６に示すように、トナー像は定着装置６０の定着ベルト６１０に接触して加熱・加圧されて用紙Ｐ上に定着される。続いて、用紙Ｐは、トナー像の存在する面（トナー面）が空冷装置９４から吹き出される空気により冷却されつつ搬送ベルト９１によって下流に搬送される。前述したように、用紙Ｐは、搬送ベルト９１によって搬送される際に、トナー面側に搬送部材が存在せず、トナー面はいかなる接触部材にも接触することがない。即ち、用紙Ｐ上のトナー像を構成するトナーは、トナー面が接触部材に接触しない状態にて搬送されながら冷却される。

その後、用紙Ｐは、用紙搬送ローラ７０による排出位置に到達し、順次、接触部材である用紙搬送ローラ７０に接触する。
用紙搬送ローラ７０は、前述したように、温度検知センサ７５の検知情報が制御部４０にフィードバックされることによって、使用するトナーに含まれるワックスあるいは結晶性樹脂の融点（℃）または軟化点（℃）より低温である温度範囲に保持されている。このため、用紙Ｐが用紙搬送ローラ７０により搬送される際に、従来、トナーに含まれるワックスあるいは結晶性樹脂が急冷され、非晶質となることによってトナー像が高グロスになる問題が解消される。
また、用紙搬送ローラ７０では、用紙Ｐ上に形成されたトナー像と接触する上側ローラ７１を、弾性体からなる弾性体層７１２を用いて形成しているため、ローラ表面をトナー像に密着させることができ、その結果、画像乱れを防止することができる。
さらに、定着装置６０と用紙搬送ローラ７０との間に設けたベルトトランスポート９０において、定着装置６０により加熱された用紙Ｐが冷却されるため、連続通紙による用紙搬送ローラ７０の温度上昇を抑制することができる。

本実施の形態である画像形成装置を示した概略構成図である。 本実施形態である定着装置の概略構成を示す断面図である。 本実施の形態における用紙搬送ローラを説明する図である。 定着装置の下流側に設けたベルトトランスポートを説明する図である。 用紙温度と画像光沢ムラ発生の頻度の結果を説明する図である。 定着装置の下流側に、ベルトトランスポートと温度制御された搬送ローラとを設けた装置を説明する図である。

符号の説明

４０…制御部、６０…定着装置、６１…定着ベルトモジュール、６２…加圧ローラ、６４…剥離パッド、７０…用紙搬送ローラ、７３，７４…冷却ファン、７５…温度検知センサ、８０…排出ローラ、８３…ガイド部材、９０…ベルトトランスポート、９４…空冷装置、６１０…定着ベルト、６１１…定着ローラ、７１２…弾性体層、７１３…表面層、７１４…加熱用ハロゲンランプ、Ｎ…ニップ部

Claims (10)

1. 結晶性物質を含むトナーを用いて記録材に対して画像を形成する画像形成装置であって、
   前記記録材上にトナーの定着を行う定着装置と、
   前記定着装置によりトナー像が定着された前記記録材を下流に搬送する用紙搬送装置と、を備え、
   前記用紙搬送装置は、
   前記記録材上に定着された前記トナー像と接し、用紙幅方向に少なくとも用紙幅の長さを有する回動部材と、
   前記回動部材の温度の測定値に基づき、当該回動部材の温度を前記結晶性物質の融点以下に制御する温度制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記温度制御手段は、
   前記回動部材を加熱する加熱源と、
   前記回動部材を冷却する冷却装置と、
   前記回動部材の温度を検知する検知センサと、
   を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記検知センサは、非接触型温度センサであることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記回動部材は、前記トナー像と接触しフッ素樹脂からなる表面層と、当該表面層の内側に形成され弾性体からなる弾性体層と、を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. ワックスあるいは結晶性樹脂を含むトナーを用いて記録材上に画像を形成する画像形成装置であって、
   加熱方式により前記記録材上にトナー像の定着を行う定着装置と、
   前記定着装置から排出された前記記録材上のトナー表面を前記ワックスあるいは結晶性樹脂の融点または軟化点以下に冷却しつつ、当該トナーに他の部材を接触させずに当該記録材を下流に搬送するベルトトランスポートと、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
6. さらに、前記ベルトトランスポート上の記録材表面を空冷する空冷手段を備えることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
7. 前記空冷手段は、前記記録材を前記ベルトトランスポートに押し付けるエアーフローを形成することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記記録材の搬送速度が２００ｍｍ／ｓ以上であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
9. 前記定着装置は、
   定着ローラと張架ローラとによりベルト部材が張架された定着ベルトモジュールと、
   前記ベルト部材を介して前記定着ローラを押圧するように配置された加圧部材と、を備え、
   前記定着ベルトモジュールは、
   前記定着ローラと前記加圧部材との圧接部の下流側近傍で前記定着ベルトを当該加圧部材に押圧し、当該定着ベルトから前記記録材を剥離するための剥離部材を有することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
10. 前記ベルトトランスポートの下流側にさらに用紙搬送装置を設け、
    前記用紙搬送装置は、
    前記記録材上に定着された前記トナー像と接し、用紙幅方向に少なくとも用紙幅の長さを有する回動部材と、
    前記回動部材の温度の測定値に基づき、当該回動部材の温度を前記ワックスあるいは前記結晶性樹脂の融点以下に制御する温度制御手段と、
    を有することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。

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