JP4576860B2 - 記録材除湿装置 - Google Patents

Description

この発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置に用いられる記録材除湿装置に関するものである。

特開昭５０−４３９３６号公報 特開昭６１−２６０６０号公報 特開２００２−３０４１０８号公報

従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置は、感光体ドラム等の像担持体上にトナー像を形成し、当該像担持体上に形成されたトナー像を、記録用紙等の記録材上に転写した後、当該記録材上に転写された未定着トナー像を定着装置によって加熱加圧することにより定着し、画像を形成するように構成されている。

かかる転写や定着技術を用いた画像形成装置においては、高湿環境下などにあって、記録用紙等の記録材が吸湿することにより、多くの問題が発生する。この記録材が吸湿することにより発生する問題としては、例えば、記録材上に形成された未定着トナー像を定着する際に、記録材が吸湿した水分が蒸発することにより、記録材にしわが発生したり、画像に乱れが発生することなどが挙げられる。

そこで、これらの問題を解決するため、特開昭５０−４３９３６号公報や、特開昭６１−２６０６０号公報、あるいは特開２００２−３０４１０８号公報等に開示された技術が既に提案されている。

上記特開昭５０−４３９３６号公報に係る転写前加熱装置は、転写材を送り出すための送り出し手段と、前記転写材に原画像を転写するための転写手段との間に、前記転写材を加熱するための加熱手段を有するように構成したものである。

また、上記特開昭６１−２６０６０号公報に係る複写機の用紙除湿装置は、複写機本体内の感光体と用紙トレイとを設け、この用紙トレイと感光体との間の搬送路にヒーターを設けるように構成したものである。

さらに、上記特開２００２−３０４１０８号公報に係る画像形成装置は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に現像剤を付与することにより上記潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、記録材収容部材から供給される記録材に該現像手段による該現像剤像を転写する転写手段と、該転写手段による上記現像剤像の転写を受けた上記記録材を加熱及び加圧することにより上記現像剤像を上記記録材に定着させる定着手段とを備える画像形成装置であって、記録材収容部材から記録材を上記転写手段に給紙する給紙手段と、上記記録材収容部材から転写手段までの間の位置で記録材を加熱することにより該記録材の除湿をする加熱除湿装置とを備える画像形成装置において、画像形成装置内で記録材が滞留しているか否かを検知する記録材検知手段と、該記録材検知手段が記録材の滞留を検知した際に加熱除湿装置の加熱を中断させる中断手段とを備えるように構成したものである。

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開昭５０−４３９３６号公報や、特開昭６１−２６０６０号公報、あるいは特開２００２−３０４１０８号公報等に開示された技術の場合には、いずれも、記録材に画像が転写される前の工程で、記録材を加熱して除湿を行うように構成したものであるため、記録材を加熱することによって除湿した後では、記録材の温度が上昇し、画像が転写される転写工程で記録材の温度が上がってトナー固着が発生したり、記録材そのものの耐熱温度を超えて記録材が変形したりするなどの問題点を有していた。

また、かかる問題点を回避するためには、記録材を加熱して除湿した後に、当該記録材を冷却することも考えられるが、この場合には、多量な電力を無駄に廃棄することになり、省エネルギー上の問題点を有していた。

さらに、転写工程前に記録材を加熱して除湿するだけでは、記録材に転写されるトナー層の中に含まれる空気の熱膨張による記録材のしわや画像乱れの発生を完全には防止できないという問題点をも有していた。

更に説明すると、転写工程前に記録材を加熱して除湿するだけでは、記録材に転写されるトナー層の中に含まれる空気を除去することができず、図６に示すように、未定着トナー像Ｔが転写された記録材１００を、互いに圧接する加熱ローラ１０１と加圧ローラ１０２とのニップ部１０３を通過させることによって定着する際に、図７に示すように、トナー層中に含まれる空気が微細な空気の泡となってトナー層中に残留し、特にＯＨＰシートやコート紙に定着されるトナー像のうち、定着方向の下流側のトナー像が濁ってしまい、発色性等が低下するという問題点を有していた。

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、記録材を加熱して除湿することの悪影響が転写工程や記録材自身に及ぶことがなく、しかも、記録材に加えられる熱を効率的に利用しつつ、トナー層中の空気による記録材のしわや画像乱れ等の画質低下の発生を防止することが可能な記録材の除湿装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、記録材を加熱することによって、当該記録材の除湿を行う記録材除湿装置において、前記記録材除湿装置を前記記録材上にトナー像を転写する転写手段よりも下流側であって、且つ当該記録材上にトナー像を定着する定着手段よりも上流側に配設し、
前記記録材除湿装置は、
前記記録材を上下から挟持して加熱する無端ベルトからなる２つの加熱部材と、
前記２つの加熱部材の内部にそれぞれ配置され、内部に加熱源を有して前記２つの加熱部材を介して互いに圧接する２つの加圧ローラとを備え、
前記２つの加圧ローラが圧接するニップ部の温度を、前記ニップ部を前記記録材が通過するニップ時間の増加とともに低下する傾向を示し、且つ前記記録材上に転写されたトナーが溶融せずに前記加熱部材上にオフセットが発生する温度であるコールドオフセット発生温度より高く、前記ニップ部を前記記録材が通過するニップ時間に依存せず略一定の値を示し、且つ前記ニップ部から剥離位置までの間に加熱された記録材から噴出する水蒸気によって前記加熱部材と前記記録材との界面が剥離して画像欠陥が発生する温度である気泡発生温度よりも低い温度に設定したことを特徴とする記録材除湿装置である。

また、請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された記録材除湿装置において、前記加熱部材が記録材と接触する表面層には離型層が形成されていることを特徴とする記録材除湿装置である。

さらに、請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された記録材除湿装置において、前記無端状ベルトからなる加熱部材から前記記録材が剥離される部位には、ローラ又は固定部材からなる剥離補助部材を配置したことを特徴とする記録材除湿装置である。

この発明によれば、記録材を加熱して除湿することの悪影響が転写工程や記録材自身に及ぶことがなく、しかも、記録材に加えられる熱を効率的に利用しつつ、トナー層中の空気による記録材のしわや画像乱れの発生を防止することが可能な記録材の除湿装置を提供することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る記録材除湿装置を適用したカラー画像形成装置を示す構成図である。

このカラー画像形成装置１には、図示しないパーソナルコンピュータ等のホストコンピュータから送られてくるカラー画像情報や、図示しない原稿読取装置によって読み取られたカラー原稿のカラー画像情報などが入力される。そして、上記カラー画像形成装置１では、入力されたカラー画像情報に対し、画像処理装置２により、必要に応じて、シェーデイング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。

そして、上記の如く画像処理装置２で所定の画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）（各８ｂｉｔ）の４色の色材階調データとしてＲＯＳ３（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）に送られ、このＲＯＳ３では、原稿色材階調データに応じてレーザー光による画像露光が行われる。

上記カラー画像形成装置１の内部には、色の異なる複数のトナー像を形成可能な画像形成手段Ａが配設されている。この画像形成手段Ａは、主として、静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム７と、前記感光体ドラム７の表面を所定の電位に一様に帯電する帯電装置としてのスコロトロン８と、前記感光体ドラム７の表面に画像露光を施す画像露光手段としてのＲＯＳ３と、前記感光体ドラム７上に形成された静電潜像を現像して色の異なる複数のトナー像を形成可能な現像手段としてのロータリー方式の現像装置９とから構成されている。

上記ＲＯＳ３は、図２に示すように、図示しない半導体レーザーを原稿再現色材階調データに応じて変調し、この半導体レーザーからレーザー光ＬＢを階調データに応じて出射する。この半導体レーザーから出射されたレーザー光ＬＢは、回転多面鏡４によって偏向走査され、ｆ・θレンズ５及び反射ミラー６を介して像担持体としての感光体ドラム７上に走査露光される。

上記ＲＯＳ３によってレーザー光ＬＢが走査露光される感光体ドラム７は、図示しない駆動手段によって矢印方向に沿って所定の速度で回転駆動されるようになっている。この感光体ドラム７の表面は、予め一次帯電用の帯電装置としてのスコロトロン８によって、所定の極性（例えば、マイナス極性）及び電位に帯電された後、原稿再現色材階調データに応じてレーザー光ＬＢが走査露光されることによって静電潜像が形成される。上記感光体ドラム７上に形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色の現像器９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫを備えたロータリー方式の現像装置９によって、例えば、感光体ドラム７の帯電極性と同極性のマイナス極性に帯電したトナー（帯電色材）によって反転現像され、所定の色のトナー像となる。上記ロータリー方式の現像装置９の各現像器９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ＢＫでは、例えば、平均粒径が５．５μｍの球形トナーが用いられる。尚、上記感光体ドラム７上に形成されたトナー像は、必要に応じて転写前帯電器１０によってマイナス極性の帯電を受け、電荷量が調整されるようになっている。

上記感光体ドラム７上に形成された各色のトナー像は、当該感光体ドラム７の下部に配置された中間転写体としての中間転写ベルト１１上に、第１の転写手段としての一次転写ロール１２によって多重に転写される。この中間転写ベルト１１は、駆動ロール１３、テンションロール１４ａ、従動ロール１４ｂ及び二次転写手段の一部を構成する対向ロールとしてのバックアップロール１５によって、感光体ドラム７の周速と同一の移動速度で矢印方向に沿って回動可能に支持されている。

上記中間転写ベルト１１上には、形成する画像の色に応じて、感光体ドラム７上に形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色のすべて又はその一部のトナー像が、一次転写ロール１２によって順次重ね合わせた状態で転写される。この中間転写ベルト１１上に転写されたトナー像は、所定のタイミングで二次転写位置へと搬送される記録材としての記録用紙１６上に、中間転写ベルト１１を支持するバックアップロール１５と、当該バックアップロール１５に圧接する第２の転写手段の一部を構成する二次転写ロール１７の圧接力及び静電吸引力によって転写される。上記電子写真用転写シート１６は、図２に示すように、カラー画像形成装置１内の下部に配置された転写シート収容部材としての給紙カセット１８から、所定のサイズのものがフィードロール１８ａによって給紙される。給紙された電子写真用転写シート１６は、複数の搬送ロール２２及びレジストロール２３によって、所定のタイミングで中間転写ベルト１１の二次転写位置まで搬送される。そして、上記電子写真用転写シート１６には、上述したように、２次転写手段としてのバックアップロール１５と二次転写ロール１７とによって、中間転写ベルト１１上から所定の色のトナー像が一括して転写されるようになっている。

また、上記中間転写ベルト１１上から所定の色のトナー像が転写された電子写真用転写シート１６は、中間転写ベルト１１から分離された後、搬送ベルトを兼ねた本実施の形態の記録材除湿装置２４によって定着装置２５へと搬送され、この定着装置２５によって熱及び圧力でトナー像が記録材１６上に定着され、そのまま機外に排出されてカラー画像の形成工程が終了する。

なお、図２中、２６は転写工程が終了した後の感光体ドラム７の表面から残留トナーや紙粉等を除去するためのクリーニング装置、２７は中間転写ベルト１１の清掃を行うための中間転写ベルト用クリーナー、２８は手差しトレイ、２９はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色のトナーを収容したトナーカートリッジをそれぞれ示している。

図１はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示すものである。

ところで、この実施の形態では、記録材を加熱することによって、当該記録材の除湿を行う記録材除湿装置において、前記記録材除湿装置を前記記録材上にトナー像を転写する転写手段よりも下流側であって、且つ当該記録材上にトナー像を定着する定着手段よりも上流側に配設するように構成されている。

また、この実施の形態では、前記記録材除湿装置は、記録材を上下から挟持して加熱する少なくとも２つ以上の加熱部材を備えており、前記加熱部材が記録材と接触する表面層には離型層が形成されている。

さらに、この実施の形態では、前記少なくとも２つ以上の加熱部材のうち、少なくとも１つは無端状ベルトであり、該無端状ベルトから前記記録材が剥離される部位には、ローラ又は固定部材からなる剥離補助部材を配置したものである。

又、この実施の形態では、前記無端状ベルトが前記記録材と接触を開始する部位には、前記無端状ベルトを介して記録材を加圧する加圧部材が配置されているように構成したものである。

すなわち、この実施の形態では、図２に示すように、記録材除湿装置２４がカラー画像形成装置の転写手段としての二次転写ロール１７と定着装置２５の中間に設置されている。この記録材除湿装置２４は、図１に示すように、上側に配置される第１のベルト３１と、下側に配置される第２のベルト３２からなる２組の無端ベルトを備えている。上記第１のベルト３１は、第１の加圧ローラ３３と、４本のステンレス製の張架ローラ３４〜３７によって、循環移動可能に張架されている。また、上記第２のベルト３３は、第２の加圧ローラ３８と、４本のステンレス製の張架ローラ３９〜４２とによって、循環移動可能に張架されている。なお、上記第１の加圧ローラ３３は、第１のベルト３１を必ずしも張架しないものであっても良い。上記第１の加圧ローラ３３と第２の加圧ローラ３８は、第１及び第２のベルト３１、３２を介して互いに圧接することにより、記録材１６の搬送方向の入口側の端部に、加熱加圧ニップ部４３を所定の幅にわたって形成するように配設されている。

また、上記第１のベルト３１と第２のベルト３２は、加熱加圧ニップ部４３から剥離位置４４の近傍まで、互いに圧接した状態で走行し、これら第１のベルト３１と第２のベルト３２の間に、未定着トナー画像Ｔを担持した記録材１６を挟持した状態で搬送しつつ、加熱加圧ニップ部４３の通過後から用紙が剥離される剥離位置４４までの間、記録材１６と第１のベルト３１が密着した状態を維持するように構成されている。

上記第１及び第２のローラ３３、３８としては、例えば、図３に示すように、アルミニウムやステンレス等からなる金属製コア４５の表面に、弾性層４６として硬度が１７Ｈｓ、肉厚が２０ｍｍのシリコンゴムを被覆成型して、所定の外径（例えば、９０ｍｍ）に形成したものが用いられる。この第１及び第２のローラ３３、３８の内部には、加熱源としてハロゲンランプ４７が配設されており、当該第１及び第２のローラ３３、３８の表面温度が、１００℃以上であってトナーの融点近傍の所定の温度（例えば、約１１０℃）となるように内部から加熱される。

そして、上記第１のローラ３３と第２のローラ３８は、第１及び第２のベルト３１、３２を介して、図示しない加圧手段により、約２００ｋｇの荷重で互いに圧接するように構成されており、当該第１のローラ３３と第２のローラ３８との間に、図１に示すように、約３６ｍｍのニップ幅４３を形成するようになっている。このニップ幅４３は、記録材１６を所定の温度（例えば、約１１０℃）に急激に加熱し、当記録材１６中に含まれる水分を蒸発させるために重要なパラメータとなっている。上記第１及び第２のベルト３１、３２を互いに圧接させる荷重は、圧力的な要因よりも、ある程度十分な幅のニップ領域４３を得るために要求されるものである。

さらに、上記第１のベルト３１は、上述したように、第１の加圧ローラ３３と、小径の剥離ローラ３５と、ベルト３１の蛇行を制御するためのステアリングロール３６と、ベルト３１に張力を付加するテンションローラ３７と、ベルト３１を予め加熱する予熱ローラ３４とからなる複数のローラにより回動可能に支持されており、図示しない駆動源によって回転駆動される第１の加圧ローラ３３により、所定の速度（例えば、３００ｍｍ／ｓｅｃ）で矢印方向に沿って回転駆動される。上記剥離ローラ３５としては、例えば、外径が１６ｍｍのステンレス製ローラが用いられる。この剥離ローラ３５は、外径が１６ｍｍと小径に形成されており、当該剥離ローラ３５の曲率を利用して、記録材１６のコシ（剛性）によって記録材１６を第１のベルト３１から剥離させるものである。

なお、上記剥離手段としての剥離ローラ３５の代わりに、あるいは剥離ローラ３５とともに、金属製などからなる剥離ブレードを剥離位置４４に配設しても良い。

上記第１及び第２のベルト３１、３２としては、例えば、厚さ８０μｍのポリイミド製の基材フィルムの表面に、厚さ３０μｍのＰＦＡ等からなる離型層をコーティングしたものが用いられる。また、上記第１のベルト３１は、第１の加圧ローラ３３から剥離ローラ３５との間において、略水平に走行するように張架されており、加熱加圧ニップ部４３から剥離位置４４の近傍までの間、第１のベルト３１と密着した状態で走行するようになっている。更に、上記第２のベルト３２は、ローラ３９と第２の加圧ローラ３８とによって、加熱加圧ニップ部４３へ記録材１６が突入するスペースを形成しており、第２の加圧ローラ３８からローラ４０までは、第１のベルト３１と密着した状態で走行するように構成されている。

また、上記第１のベルト３１は、図１に示すように、走行する間に、予熱ローラ３４によって所定の温度（例えば、１１０℃）に加熱されるようになっている。上記予熱ローラ３４は、ステンレス等からなる金属製コアによって形成されており、当該予熱ローラ３４の内部には、加熱源としてハロゲンランプ４８が配設されている。なお、必要に応じて、テンションローラ３７の内部にも、加熱源としてハロゲンランプを配設し、当該テンションローラ３７の表面が所定の温度（例えば、１１０℃）に加熱されるように構成しても良い。

なお、上記テンションローラ３７の表面には、クリーニングウエブ等のクリーニング部材を設けるように構成しても良い。

一方、上記第２のベルト３２は、第２の加圧ローラ３８と、小径のアイドラーローラ４０と、直径が比較的大きなアイドラーローラ３９、４１、４２により回動可能に支持されており、第１のベルト３１に従動駆動されるように構成されている。また、上記第２のベルト３２は、図示しない駆動源によって回転駆動される第２の加圧ローラ３８により、所定の高速度（例えば、３００ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動するように構成しても良い。

以上の構成において、この実施の形態に係る記録材の除湿装置を適用した画像形成装置では、次のようにして、記録材を加熱して除湿することの悪影響が転写工程や記録材自身に及ぶことがなく、しかも、記録材に加えられる熱を効率的に利用しつつ、トナー層中の空気による記録材のしわや画像乱れ等の画質不良の発生を防止することが可能となっている。

すなわち、この実施の形態に係る記録材の除湿装置を適用したカラー画像形成装置では、図２に示すように、中間転写ベルト１１から記録材１６上にフルカラーのトナー像が転写され、当該未定着のフルカラーのトナー像が転写された記録材１６は、記録材除湿装置２４へ搬送される。

この実施の形態に係る記録材除湿装置２４は、二次転写ロール１７と定着装置２５の中間に位置しているので、従来技術におけるように転写工程より上流で記録材１６を除湿していた場合に発生していた、加熱による除湿作業によっておこる記録材１６の温度上昇に伴う記録材１６へのトナーの固着や記録材１６自体の温度上昇が発生することがない。また、記録材１６自体の温度上昇が発生することがないので、従来必要であった加熱除湿した後の記録材１６の冷却装置も必要がなく、熱エネルギーを無駄に消費することがない。

また、上記記録材除湿装置２４では、図１に示すように、未定着トナー像が転写された記録材１６が、加熱加圧ニップ４３で所定の温度（１１０℃）に加熱され、当該記録材１６に含まれる水分が蒸発して除湿される。その際、上記加熱加圧ニップ４３の温度は、トナーの融点近傍に設定されているため、トナー粒子は、溶融することにより互いに凝集して内部の空気が除去された状態で、記録材１６の表面に密着することになる。さらに、上記記録材１６は、加熱された第１及び第２のベルト３１、３２によって挟持された状態で、剥離位置４４の近傍まで搬送されるため、その間にも水分の蒸発が継続して行われる。

さらに、上記加熱加圧ニップ４３では、加熱されると同時に加圧されているので、記録材１６から噴出する水蒸気によって、トナー像が乱れることを効果的に防止することができる。また、上述したように、記録材１６は、加熱された第１及び第２のベルト３１、３２によって挟持された状態で、剥離位置４４の近傍まで搬送されるので、その間に発生する水蒸気によっても、トナー像が乱れることがない。

さらに、記録材除湿装置２４から排出された記録材１６は、約９０℃に加熱されたまま、次の定着装置２５による定着工程へ進むので、この記録材１６の余熱により定着工程で必要になる記録材１６への加熱量が大幅に少なくすることができ、省エネルギー効果が得られる。また、トナー画像も加熱により溶融しているので、トナー層に存在する空気の量は少なくなっており、さらに定着工程ではトナー画像が定着装置２５から受ける熱量が少なくなることにより、トー層中に残った空気の熱膨張による体積増加も少なく、記録材１６のしわや画像乱れが発生することは無い。

また、上記実施の形態の記録材除湿装置２４は、記録材１６に接触して加熱するために、記録材１６への接触手段であるベルト３１、３２が記録材１６から剥離できる必要があり、そのために第１のベルト３１の表面には離型層としてＰＦＡがコーティングされている。さらに、第１のベルト３１から記録材１６の離型を補助する部材として小径のローラ４４によって第１のベルト３１を記録材１６から剥離させており、これらの施策により６０ｇｓｍの薄紙まで離型することが可能なる。

次に、本実施の形態の記録材除湿装置２４は、転写工程で未定着のトナーが記録材１６上に転写されてくるために、記録材１６自体だけでなく、溶融したトナー画像もベルト３１にオフセットすることなく剥離する必要がある。この溶融トナーを出来るだけ容易にベルト３１から剥離するためには、溶融したトナーがベルト３１よりも記録材１６に強く付着している必要がある。そのためには、トナー層がベルト３１の接触面から記録材１６の接触面までできるだけ均一に溶融しているのが望ましい。これは、記録材１６上に転写された未定着トナーが上下のベルト３１、３２から接触加熱される場合、主に受ける熱は、トナー層表面に接触する側の第１のベルト３１から受けるため、トナー層はこの表面に接触した部分から記録材１６方向へ向けて順次溶融が進む。この溶融が充分に進まないうちに記録材１６を第１のベルト３１から剥離してしまうと、トナーと記録材１６との界面付近のトナーは、第１のベルト３１との界面付近よりも溶融しておらず、そのためトナーの粘度も低くトナーは記録材１６との付着が不十分なために、トナー画像が第１のベルト３１に強く付着したままとなり、記録材１６がベルト３１から剥離される際にオフセットが発生してしまうことになる。

これを解決するため、本実施の形態では、トナーの溶融が開始されるや否やトナーの溶融を促進させるため、記録材１６が第１のベルト３１と接触を開始する部位に加圧ローラ３３、３８を設けて未定着トナー画像に圧力を加えている。これは、未定着トナーや溶融が進行中のトナーはトナー粒子個々の接触が疎であるため熱の伝導が遅く、第１のベルト３１表面から熱を受けてもなかなか溶融が進まないのを解決するためであり、圧力を加えることによって、未定着トナーや溶融が進行中のトナーは、トナー粒子個々の接触が密になり、熱の伝導が速くなる。これにより、加圧ローラ３３、３８が無い場合に比べて、トナーの溶融は、ベルト３１表面から記録材１６表面まで均一にすることができる。

図４は加圧ローラ３３、３８の有無によって、第１のベルト３１上へのトナーのオフセットが発生するか否かを実験した結果を示したものである。

図１に示す記録材除湿装置２４において、第１のローラ３３と第２のローラ３８を２００ｋｇの荷重で互いに圧接し、約３６ｍｍのニップ幅４３を形成し、当該第１及び第２の加圧ローラ３３、３８の表面温度を１１０℃に加熱した状態で、未定着トナー像として、トナー層が１層の１次色と、トナー層が２層の２次色と、トナー層が３層の３次色とで実験を行った。なお、未定着トナー像の濃度は、１層あたり１００％に設定した。

図４から明らかなように、加圧ローラ３３、３８を使用しない場合には、２次色でオフセットがやや発生し、フルカラーの３次色ではオフセット（トナーが充分溶融せずにベルト上にオフセットする所謂コールドオフセット）が確実に発生していた。

これに対して、加圧ローラ３３、３８を使用した場合には、フルカラーのトナー像に相当する３次色でもオフセットは発生しなかった。

また、図５は、上述した実施の形態の条件において、加圧ローラ３３、３８の加圧ニップ時間を変化させた場合の、トナーの加熱が足らないためにトナーが充分溶融せずに発生する所謂コールドオフセットの発生温度を調べた性能実験結果である。なお、加圧ニップ時間は、加圧ローラ３３、３８の圧接力と、回転速度によって制御した。

なお、図中の気泡発生温度とは、加圧ニップ４３から剥離位置４４までの間に加熱された用紙１６から噴出する水蒸気によってベルト３１と用紙１６との界面が剥離して画像欠陥が発生する温度のことである。

この図５に示す結果によると、加圧ニップ時間を長くするに従い、気泡発生温度よりも急激にコールドオフセット発生温度は、急激に低下する。これは前述した加圧ニップ４３での熱の伝達が用紙１６よりも粉体であるトナーに対する効果が大きいためであると考えられる。

上記実施の形態では、ニップ幅４３が３６ｍｍ、スピードが３００ｍｍ／ｓｅｃであるから、加圧ローラ３３、３８の加圧時間は１２０ｍｓｅｃとなり、ベルト温度は約１１０℃であれば、コールドオフセットも気泡も発生しない領域が存在することがわかる。その理由は、１１０℃という温度がコールドオフセット発生温度より高くて、気泡発生温度より低いためである。

このように、上記実施の形態に係る記録材除湿装置２４によれば、記録材１６を加熱して除湿することの悪影響が転写工程や記録材自身に及ぶことがなく、しかも、記録材１６に加えられる熱を効率的に利用しつつ、トナー層中の空気による記録材のしわや画像乱れ等の画質不良の発生を防止することが可能となる。

図１はこの発明の実施の形態１に係る記録材除湿装置を示す構成図である。 図２はこの発明の実施の形態１に係る記録材除湿装置を適用したカラー画像形成装置を示す構成図である。 図３は加圧ローラを示す断面図である。 図４は実験結果を示す図表である。 図５は他の実験結果を示すグラフである。 図６は従来の定着工程を示す模式図である。 図７は従来の定着工程を示す模式図である。

符号の説明

１６：記録材、２４：記録材除湿装置、３１、３２：第１及び第２のベルト、３３、３８：加圧ローラ、４３：加熱加圧ニップ部。

Claims (3)

1. 記録材を加熱することによって、当該記録材の除湿を行う記録材除湿装置において、前記記録材除湿装置を前記記録材上にトナー像を転写する転写手段よりも下流側であって、且つ当該記録材上にトナー像を定着する定着手段よりも上流側に配設し、
   前記記録材除湿装置は、
   前記記録材を上下から挟持して加熱する無端ベルトからなる２つの加熱部材と、
   前記２つの加熱部材の内部にそれぞれ配置され、内部に加熱源を有して前記２つの加熱部材を介して互いに圧接する２つの加圧ローラとを備え、
   前記２つの加圧ローラが圧接するニップ部の温度を、前記ニップ部を前記記録材が通過するニップ時間の増加とともに低下する傾向を示し、且つ前記記録材上に転写されたトナーが溶融せずに前記加熱部材上にオフセットが発生する温度であるコールドオフセット発生温度より高く、前記ニップ部を前記記録材が通過するニップ時間に依存せず略一定の値を示し、且つ前記ニップ部から剥離位置までの間に加熱された記録材から噴出する水蒸気によって前記加熱部材と前記記録材との界面が剥離して画像欠陥が発生する温度である気泡発生温度よりも低い温度に設定したことを特徴とする記録材除湿装置。
2. 請求項１に記載された記録材除湿装置において、前記加熱部材が記録材と接触する表面層には離型層が形成されていることを特徴とする記録材除湿装置。
3. 請求項２に記載された記録材除湿装置において、前記無端状ベルトからなる加熱部材から前記記録材が剥離される部位には、ローラ又は固定部材からなる剥離補助部材を配置したことを特徴とする記録材除湿装置。

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