JP5333023B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、未定着の画像を有するカット紙を、その搬送方向先端を保持して搬送しながら非接触で加熱する定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置に関する。

感光体（感光ドラム）に静電潜像を形成し、それをトナーで現像し、トナー画像を紙などの記録媒体に転写して定着する電子写真方式の画像形成装置が、広く使用されている。

乾式の現像剤を用いて静電潜像を現像する現像方式として、トナーのみを用いる一成分現像法及びトナーとキャリアを用いる二成分現像法が知られている。

一成分現像法では一般的に装置の簡略化、小型化、低コスト化の面で有利であるが、現像装置の寿命が短い。二成分現像法では長寿命に有利であるが、現像された像に磁気ブラシ痕が発生する等の課題を有している。

また近年では、トナー粒子径が小さく、トナー画像の乱れもおきにくい液体現像剤を用いる湿式現像方式も用いられるようになってきている。

液体現像剤としては、溶媒としての「キャリア液」中にトナーを高濃度に分散させた液体現像剤を用いるのが一般的である。

感光体上の潜像を現像する方式は、一成分現像剤または二成分現像剤を用いる乾式現像法、そして液体現像剤を用いる湿式現像法とで異なるが、何れも現像により感光体上に顕像としてのトナー画像を形成する。

このトナー画像は、記録媒体に転写される。あるいは、一旦中間転写体などに一次転写された後、記録媒体に二次転写される。

記録媒体に転写されたトナー画像は、定着装置により加圧、加熱されるなどして、通常は紙である記録媒体に定着される。

一般的な定着手段としては、ローラ定着器のように、加熱されたローラ等で記録媒体を挟むようにして、そのニップ部で加圧しながら加熱する加熱加圧手段が用いられてきた。

しかしながら、トナー画像の定着にはトナーを融着するため多大の熱エネルギーを要し、また定着品質確保のため適切な定着温度の制御が必要とされる。

特に液体現像剤を用いて現像されたトナー画像の場合、トナー画像のトナー間、トナー紙間には溶媒（以後、キャリア液ともいう）が含まれており、通常にトナー融着させるのみの定着より多くのエネルギー投入が必要とされる。

また、キャリア液によって、トナー画像の定着性の低下や、加圧定着時の画像のつぶれや乱れが生じる、あるいは裏面に表面のトナー画像が透けて見える裏うつりが加速されるといった問題もある。

こういったことから、特に液体現像の場合はキャリア液の揮発を効率的に促進するため、記録媒体と非接触の位置にヒータ等の熱源を配置し、放射熱等で加熱定着する非接触加熱手段が用いられることが多くなってきている。

しかしながら、非接触加熱手段を用いる場合、カット紙に対しては用紙搬送手段が必要である。通常は、非接触加熱手段に対向する位置に、用紙を保持し搬送する用紙搬送手段（搬送ベルト等）を配置する。

ベルト状の用紙搬送手段の場合には、用紙の裏面に何らかの部材（ベルト）を接触させることになり、両面プリント時においては用紙表面温度が制限される。すなわち、両面プリント時には、既に用紙裏面に画像（１面目画像）が形成されているため、用紙裏面の温度をトナーが再溶融しない温度以下（１００℃程度）にする必要があり、用紙表面温度も制限される（用紙内の温度勾配は、薄紙の場合、１０℃程度）。

トナー融点以上に用紙裏面（１面目画像）の温度を上げると、トナーが再溶融してしまい画像が乱れる、あるいは最悪、搬送ベルト等接触部材にオフセットしまう等の弊害が出るからである。

キャリア液の揮発効率向上のためには、用紙の温度をより上げることが可能な用紙裏面に部材の接触しないタイプの用紙搬送手段が有利である。用紙の両面に搬送部材が接触しないように、用紙の搬送方向先端を保持して搬送する非接触搬送手段が好ましい。具体例としては、用紙の搬送方向先端のみを保持して搬送するチェーングリップタイプの用紙搬送手段等がこれにあたる。

しかしこのタイプの用紙搬送は、用紙先端のみ保持しているため、用紙搬送方向が水平の場合、用紙が垂れ下がり非接触加熱源との距離が離れてしまうので効率が低下する、また非接触加熱により用紙がカールした場合も同様に非接触加熱源との距離が不均一になる、あるいは非接触加熱源に接触してしまう、という課題がある。

様々な装置分野で、用紙裏面に部材の接触しないタイプの用紙搬送手段（チェーングリップタイプの用紙搬送手段）を用いて用紙を安定搬送するため、搬送する用紙に気体（空気）を吹き付ける技術が提示されている（例えば、特許文献１から３参照）。

特許文献１では、圧胴（用紙搬送手段）と用紙の間隙に空気を吹き込み、用紙を浮かせるようにした輪転印刷機での枚葉紙送りの技術が開示されている。

特許文献２では、チェーングリッパーを用いた同様の枚葉紙送りにおいて、乾燥装置を設置し、用紙に対向して送風手段を設けた例が提示されている。

特許文献３では、チェーングリッパーの下方に、用紙に対向して空気吹き出し口の付いたガイドを設け、用紙をガイドと接触させず、ばたつきを防止した枚葉印刷機のシート供給ガイドが提示されている。

実開昭５８−１１２５４４号公報 登録実用新案第３０２７３９４号公報 特開２０００−３１８１２２号公報

未定着の画像を有するカット紙の定着において、非接触の加熱手段が用いられることが多い。しかしその場合、用紙搬送手段が必要となるが、用紙裏面温度の制約等の理由から用紙自体を搬送部材と接触させないことが望まれる。

用紙を搬送部材と接触させないためには、一般にチェーングリップタイプの用紙搬送手段等が用いられる。また、合わせて特許文献１から３に提示されたような、気体（空気）の吹き付けを行う技術も提示されている。

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、用紙の加熱を想定したものではなく、単に空気を流入させて浮かすことを主眼とし、従って用紙の圧胴側に空気を吹き付けているだけである。加熱した場合のカール等は想定しておらず、用紙面に垂直な方向に対する十分な用紙搬送の制御がなされ得ないものである。

また特許文献２に記載の技術は、乾燥のために用紙の片面側のみに空気を吹き付けており、用紙搬送の用紙面垂直方向の位置制御を意図したものではなく、用紙搬送の制御としてはこれも不十分である。

特許文献３に記載の技術は、ばたつき防止のためのガイドを用紙の片面側に設け、かつガイドに用紙を接触させないためガイドに空気吹き出し口を設けたものであり、これも用紙の加熱を想定したものではなく、従って加熱した場合のカール等に対する十分な用紙搬送の制御（用紙面垂直方向）がなされ得ない。

本発明は、上記の技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、未定着の画像を有するカット紙の両面に搬送部材が接触しないように搬送方向先端を保持して搬送しながら、非接触で加熱し、定着するに際して、用紙搬送中の用紙面に垂直な方向の用紙位置を安定させるよう制御し、用紙の重みによる垂れ下がりや、加熱によるカール等による非接触加熱源との接触を防止し、十分な定着品質と画像品質を、熱効率を低減させず安全に実現させる定着装置、及び画像形成装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。

１．未定着の画像を有するカット紙の両面に搬送部材が接触しないように、該カット紙の搬送方向先端を保持して搬送する非接触搬送手段と、
該非接触搬送手段により搬送状態にある前記カット紙を非接触で加熱する非接触加熱手段と、を有する定着装置において、
前記非接触加熱手段により加熱状態にある前記カット紙に対して、前記カット紙の表面に気体を吹き付ける前記カット紙の搬送方向に並んだ複数の表面側気体吹き出し口と、前記カット紙の裏面に気体を吹き付ける前記カット紙の搬送方向に並んだ複数の裏面側気体吹き出し口とを含む、複数の気体吹き出し口を備えた気体吹き付け手段を有し、
前記複数の気体吹き出し口は、それぞれが気体吹き出しの有無を独立に設定でき、
前記気体吹き付け手段は、前記カット紙の表面側および裏面側のそれぞれにおいて、前記カット紙の搬送による移動に応じて、前記カット紙の先端位置より搬送方向上流側で、該先端位置からの距離が前記カット紙の長さより短く、かつ前記先端位置から最も離れている気体吹き出し口のみが、前記カット紙に気体を吹き付ける
ことを特徴とする定着装置。

２．前記気体吹き付け手段は、前記カット紙の表面と裏面とに気体を吹き付ける風量が、それぞれ可変である
ことを特徴とする前記１に記載の定着装置。

３．前記気体吹き付け手段は、前記カット紙の表面と裏面とに気体を吹き付ける風量が、互いに異なる
ことを特徴とする前記１または２に記載の定着装置。

４．前記気体吹き付け手段は、前記カット紙の種類に応じて、表面と裏面とに気体を吹き付ける風量をそれぞれ設定する
ことを特徴とする前記２または３に記載の定着装置。

５．前記気体吹き付け手段は、前記カット紙の変形量に応じて、表面と裏面とに気体を吹き付ける風量をそれぞれ設定する
ことを特徴とする前記２から４の何れか１項に記載の定着装置。

６．前記気体吹き付け手段は、前記カット紙の搬送方向上流側へ向けて、斜めに角度を付けて、表面と裏面とに気体を吹き付ける
ことを特徴とする前記１から５の何れか１項に記載の定着装置。

７．前記気体吹き付け手段は、前記カット紙の表面と裏面とに加熱された気体を吹き付ける、
ことを特徴とする前記１から６の何れか１項に記載の定着装置。

８．前記気体吹き付け手段が前記カット紙の表面と裏面とに吹き付ける気体は空気である
ことを特徴とする前記１から７の何れか１項に記載の定着装置。

９．像担持体上に形成された潜像をトナーとキャリア液を含む液体現像剤で現像し、形成されたトナー像が転写されたカット紙を定着する定着装置を備えた画像形成装置であって、
前記定着装置は、前記１から８の何れか１項に記載の定着装置である
ことを特徴とする画像形成装置。

本発明に係る定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置によれば、未定着の画像を有するカット紙の両面に搬送部材が接触しないように搬送方向先端を保持して搬送しながら、非接触加熱手段で加熱し、定着するに際して、非接触での搬送及び加熱状態にあるカット紙の表面と裏面とにそれぞれ気体（空気）を吹き付ける気体吹き付け手段を有する。

これにより、用紙搬送中の用紙面に垂直な方向の用紙位置を安定させるよう制御し、用紙の重みによる垂れ下がりや、加熱によるカール等による非接触加熱源との接触を防止し、十分な定着品質と画像品質を、熱効率を低減させず安全に実現させることができる。

湿式画像形成装置におけるトナー画像形成部と転写装置、定着装置の概略構成例を示す断面図である。 従来の接触タイプの用紙搬送手段の構成例を示す図である。 非接触タイプの用紙搬送手段の構成例を示す図である。 非接触タイプの用紙搬送手段の問題点を説明するための図である。 非接触タイプの用紙搬送手段の問題点を説明するための図である。 本実施形態に係る空気吹き付け手段の構成例を示す図である。 用紙変形量に応じて風量を制御する空気吹き付け手段の構成例を示す図である。 用紙面に垂直に吹き付けると、干渉により気流が乱れることを説明するための図である。 用紙搬送方向上流に向けて斜めに角度をつけて空気を吹き付ける例を示す図である。 経時的な用紙搬送位置の移動に伴い、空気吹き出し口を変更させる例を示す図である。 用紙搬送方向と平行に、用紙搬送方向上流に向かって空気を吹き付ける例を示す図である。

本発明に係る定着装置及び画像形成装置の一実施形態を、図を参照して説明する。

以下の実施形態に係る定着装置及び画像形成装置は、液体現像方式の場合を例にとって説明する。本発明は、現像方式に関わらないが、液体現像によって形成されたトナー像の定着の場合に特に効果的である。

液体現像剤を用いる液体現像は、複写機、簡易印刷機、プリンタなどの画像形成装置に利用される。これらには、一般的に電子写真方式の画像形成プロセスが、共通して用いられている。まずその電子写真方式による湿式の画像形成部を、図１を参照して説明し、さらに液体現像剤を用いて現像され、記録媒体に転写された定着前のトナー画像を加熱定着する定着装置について、その構成と機能動作を説明する。

（画像形成部の構成と機能動作）
図１を用いて、本実施形態の画像形成装置におけるトナー画像形成部の構成と動作の例を説明する。図１は、湿式画像形成装置におけるトナー画像形成部と転写装置、定着装置の概略構成例を示す断面図である。

図１において、１は感光体ドラムであり、像担持体として機能する。トナー画像形成部１０はこの感光体ドラム１を中心に、その周囲に配設された、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させる帯電装置２、帯電した感光体ドラム１上にＬＥＤまたはレーザビームを照射して静電潜像を形成する露光装置３、その静電潜像を、液体現像剤を用いて現像する液体現像装置４、現像されたトナー像が転写される中間転写体５、そして転写後の感光体ドラム１の表面に残存する液体現像剤を除去するクリーニング装置６などを備える。

液体現像装置４は、一般的には、表面に液体現像剤の薄層を担持し、像担持体である感光体ドラム１上の潜像を現像する現像ローラ４１、その表面に液体現像剤８を供給する現像剤槽４４等を備える。

また、液体現像装置４の前後には、予め液体現像剤の一部を塗布したり、回収したりする装置を設ける場合もある。ここでは、液体現像装置４の後に、現像されたトナー像から余分な液体現像剤を除去するスクイズ装置６１を設けている。

感光体ドラム１上の現像されたトナー像は、中間転写体５ではなく、そのまま直接に記録用紙などの記録媒体７に転写される形態であってもよい。本実施形態では、中間転写体５に一次転写されたトナー像を、転写ローラ５１を用いて、再度記録媒体７に転写（二次転写）するような構成としている。記録媒体７としては通常紙が用いられ、以降、本実施形態では記録媒体７はカット紙であるとして説明する（以後、用紙７と呼ぶ）。

また図１においては、トナー画像形成部１０が１組のみ配置されているが、カラー画像形成のために、中間転写体５の周囲に複数組（通常イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色組）配置されていてもよい。カラー現像の方式、中間転写の有無などは任意に設定すればよく、それに合わせた任意の構成配置を採ることができる。

感光体ドラム１は、図１に示す矢印Ａ方向に回転し、帯電装置２は、回転する感光体ドラム１の表面をコロナ放電などにより数百Ｖ程度に帯電させる。帯電装置２より感光体ドラム回転方向下流側においては、露光装置３から照射されたレーザビームにより、表面電位が百Ｖ程度以下に低下させられた静電潜像が形成される。

露光装置３のさらに下流側には、液体現像装置４が配設されており、感光体ドラム１に形成された静電潜像が、液体現像剤８を用いて現像される。

液体現像装置４には、絶縁性の溶媒（以後キャリア液とも呼称する）中にトナーを分散させた液体現像剤８が現像剤槽４４内に収容されており、現像ローラ４１表面に液体現像剤８が供給され、現像ローラ４１上には液体現像剤８の薄層が担持される。

さらに現像ローラ４１と感光体ドラム１の静電潜像との電位差により、現像ローラ４１上に担持された液体現像剤８の薄層内のトナー粒子が感光体ドラム１上の静電潜像に移動して、静電潜像が現像される。

感光体ドラム１上の現像されたトナー像には、液体現像剤８、すなわちトナーとキャリア液が含まれている。スクイズ装置６１は、例えばスクイズローラであり、現像されたトナー像から余分なキャリア液を除去する。スクイズローラ上のキャリア液は、ブレード６２で除去する。

中間転写体５は、図１に示す矢印Ｂ方向に回転し、同様に接触回転する感光体ドラム１とのニップ部でバイアス電圧が印加されることにより、感光体ドラム１上の現像されたトナー像が中間転写体５上に一次転写される。

カラー画像形成のために、トナー画像形成部１０が中間転写体５の周囲に複数組配置されている場合は、各トナー画像形成部で現像された各色のトナー画像が中間転写体５上で重ね合わされるようにそれぞれ一次転写される。

トナー画像形成部１０において、中間転写体５の下流側には、一次転写後に感光体ドラム１の表面上に残存する液体現像剤８を除去するクリーニング装置６（例えば、クリーナブレード）が配設されている。このクリーニング装置６により感光体ドラム１上に残存する液体現像剤８が除去される。

中間転写体５上に一次転写されたトナー像は、中間転写体５の周速と同速度で図１の矢印Ｃ方向に搬送される用紙７が転写ローラ５１とのニップ部で挟持され、バイアス電圧を印加されることで、用紙７上に二次転写される。

転写ローラ５１によりトナー像が転写された用紙７は、定着装置９へと搬送され、加熱定着の上、排出される。

定着時のトナー画像の加熱手段とそれによるキャリア液の揮発及び定着についての詳細は後述する。

（現像剤の構成）
現像に用いる液体現像剤８について説明する。液体現像剤８は、溶媒であるキャリア液体中に着色されたトナー粒子を高濃度で分散している。また液体現像剤８には、分散剤、荷電制御剤などの添加剤を適宜、選んで添加してもよい。

キャリア液としては、一般に電子写真用現像液として用いるものであれば、特に制限することなく使用できる。安全性を考慮して、絶縁性の、常温で不揮発性の溶媒が用いられる。不揮発性の溶媒としては、例えばシリコンオイル、ミネラルオイル、パラフィンオイル、鉱物油等を上げることができる。

トナー粒子は、主として樹脂と着色のための顔料や染料からなる。樹脂には、顔料や染料をその樹脂中に均一に分散させる機能と、記録材に定着される際のバインダとしての機能がある。

樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂を複数、混合して用いてもよい。

トナーの着色に用いる顔料及び染料も一般市販のものを用いることができる。例えば、顔料として、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン、シリカ、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ベンジジンイエロー、レーキレッドＤ等を用いることができる。染料としては、ソルベントレッド２７やアシッドブルー９等を用いることができる。

液体現像剤の調整方法としては、一般に用いられる技法に基づいて調整することができる。例えば、樹脂と顔料とを所定の配合比で、加圧ニーダ、ロールミルなどを用いて溶融混練し、均一に分散させ、得られた分散体を、例えばジェットミルによって微粉砕する。さらに得られた微粉末を、例えば風力分級機などにより分級することで、所定の粒径の着色トナーを得ることができる。

続いて、得られたトナーをキャリア液としての絶縁性液体と所定の配合比で混合する。この混合物をボールミル等の分散手段により均一に分散させ、液体現像剤を得ることができる。

トナーの体積平均粒子径は、０．１μｍ以上、５μｍ以下の範囲が適当である。トナーの平均粒子径が０．１μｍを下回ると現像性が大きく低下する。一方、平均粒子径が５μｍを超えると画像の品質が低下する。

液体現像剤に対するトナー粒子の割合は、１０〜５０質量％程度が適当である。１０質量％未満の場合、トナー粒子の沈降が生じやすく、長期保管時の経時的な安定性に問題がある。また必要な画像濃度を得るため、多量の現像剤を供給する必要があり、紙上に付着するキャリア液が増加し、定着時に乾燥せねばならず、蒸気が発生し環境上の問題が生じる。５０質量％を超える場合には、液体現像剤の粘度が高くなりすぎ、製造上も、また取り扱いも困難になる。

液体現像剤の粘度は、２５℃において０．１ｍＰａ・ｓ以上、１００００ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。１００００ｍＰａ・ｓ以上になると、キャリア液とトナーの撹拌が困難となり、均一な液体現像剤を得るための装置面での負担が大きい。

（定着装置の構成と機能動作）
図１の画像形成装置における定着装置９の構成例と動作について説明する。

定着装置９としては、まず非接触加熱手段１５０が設けられている。定着のための非接触加熱手段１５０は、ヒータ１５１と断熱カバー１５２を有する。

非接触加熱手段１５０と対向する位置で用紙両面を非接触で搬送するための非接触搬送手段１６０が配置されている。非接触搬送手段１６０は、ループ状のチェーン１６１とそのグリッパー部に取り付けられた、用紙先端を保持するための搬送爪１６２を有する。

非接触加熱手段１５０と対向する用紙搬送位置にはまた、搬送される用紙の表面と裏面とにそれぞれ空気を吹き付けるための空気吹き付け手段１７０ａ及び１７０ｂが設けられている。空気吹き付け手段１７０ａ及び１７０ｂは、気体吹き付け手段として機能する。

空気吹き付け手段１７０ａ及び１７０ｂは、それぞれ複数の空気吹き出し口１７１ａ及び１７１ｂを有する。空気吹き出し口１７１ａ及び１７１ｂは、気体吹き出し口として機能する。

非接触搬送手段１６０は、未定着のトナー画像を担持する用紙７の搬送方向先端を搬送爪１６２で保持して搬送し、非接触加熱手段１５０（ヒータ１５１）の熱放射を受けるように配置されている。

非接触加熱手段１５０により、搬送された用紙７のトナーは溶融され定着し、キャリア液は揮発する。

また用紙７は非接触加熱手段１５０により加熱されながら、非接触搬送手段１６０により搬送され、かつ空気吹き付け手段１７０により表面と裏面とにそれぞれ空気を吹き付けられることになる。これらの動作の作用効果については後述する。

（定着のための加熱手段）
既述したように、特に液体現像では、キャリア液を用紙７から揮発させるため、揮発効率のよい非接触の加熱手段がよく用いられる。

＜非接触加熱手段＞
非接触加熱手段１５０の構成例について説明する。

非接触加熱手段１５０は、断熱カバー１５２内に熱源としてヒータ１５１が設置されている。ヒータ１５１は、不図示の制御手段により所望の温度になるよう表面温度が制御される。ヒータ１５１において熱放射を受ける位置を、用紙７が非接触搬送手段１６０により搬送される。

ヒータ１５１は、黒トナーと、イエロー、マゼンタ、シアンの各トナー及び用紙７の非画像部との光吸収の差を考慮してセラミックヒータ等の長波長のものを用いればよい。セラミックヒータの表面温度は５００〜７００℃程度である。

ヒータ１５１周辺を高温に保つための断熱カバー１５２は、セラミックファイバー等の高断熱性、高耐熱性の材料を用いればよい。断熱カバー１５２は、ヒータ１５１を内包し、用紙７に効率的に熱供給するため、非接触搬送手段１６０の用紙搬送位置に向かって開放された形態を採ることが望ましい。

非接触加熱手段１５０にてトナー画像、キャリア液、及び用紙は主にヒータ５１からの輻射により加熱され、キャリア液の大部分が揮発する。

効率よく揮発するためには、用紙温度（キャリア液の温度）を高温に維持する必要がある。また揮発したキャリア液の飽和蒸気圧から、非接触加熱手段１５０の内部を高温に保ち、かつ非接触加熱手段１５０内部において揮発したキャリア液（蒸気）を非接触加熱手段１５０の外部に換気する必要がある。

（接触タイプの用紙搬送手段）
非接触加熱手段１５０を用いて用紙７を定着するためには、非接触加熱手段１５０に対向する位置に用紙搬送手段が必要である。図２には、従来の接触タイプの用紙搬送手段２６０の構成例を示す。

用紙搬送手段２６０は、搬送ベルト２６１と、該搬送ベルト２６１を張架し、駆動するベルト駆動ローラ２６３ａ、２６３ｂを有する。ベルト駆動ローラ２６３ａ、２６３ｂは、不図示の駆動源からの動力伝達により回転駆動し、張架された搬送ベルト２６１を回動させることで用紙７を搬送する。

搬送ベルト２６１の用紙７保持面と反対側には、吸引ファン２６２が配設され、用紙７は、吸引ファン２６２により搬送ベルト２６１に密着される。用紙７は非画像面側が搬送ベルト２６１に当接するように保持され、画像面側が非接触加熱手段１５０に対向して、搬送される。なお、吸引ファン２６２を用いる代わりに、静電的に搬送ベルト２６１へ用紙７を密着させてもよい。

＜接触タイプの用紙搬送手段の問題点＞
図２に示したように、用紙の非画像面側（裏面側）に搬送ベルト２６１等何らかの部材を接触して用紙７を搬送する接触タイプの用紙搬送手段を用いる場合、両面プリントにおける２面目定着時の用紙裏面、つまり既に定着されている１面目画像への影響を考慮する必要がある。すなわち、用紙裏面（１面目画像）の温度をトナーが再溶融しない温度以下（１００℃程度以下）にする必要がある。

何故ならば、トナー融点以上に用紙裏面（１面目画像）の温度を上げると、トナーが再溶融してしまい画像が乱れる、あるいは最悪、搬送ベルト等接触部材にオフセットしまう等の弊害が出るからである。

一方、想定される加熱時間における用紙の表裏間の温度勾配は、坪量１００ｇ／ｍ^２程度の用紙の場合せいぜい１０℃程度であり、これらから用紙表面の温度も１１０〜１２０℃以下に制限されてしまう。

（非接触タイプの用紙搬送）
用紙７のキャリア液の揮発効率向上のためには、上記懸念がなく用紙表面温度をより上げることが可能な、搬送部材の接触しない方式の用紙搬送手段が有利である。本実施形態では、用紙の両面（先端を除く）に搬送部材が接触しないように、用紙の搬送方向先端を保持して搬送する非接触搬送手段を用いている。具体例としては図３に示すチェーングリッパー方式の用紙搬送手段（非接触搬送手段１６０）がこれにあたる。

＜非接触搬送手段＞
非接触搬送手段１６０の構成例について説明する。

非接触搬送手段１６０は、搬送チェーン１６１と、該搬送チェーン１６１を張架し、駆動するチェーン駆動部材１６３ａ、１６３ｂを有する。チェーン駆動部材１６３ａ、１６３ｂは、少なくとも何れかが不図示の駆動源からの動力伝達により回転駆動し、張架された搬送チェーン１６１を回動させることで用紙７を搬送する。

搬送チェーン１６１は用紙幅方向の奥側と手前側に２本のチェーンが設けられており、そのチェーン間に渡された軸（チェーングリッパー部）に用紙先端を保持して搬送する搬送爪１６２が取り付けられている。

＜非接触タイプの用紙搬送手段の問題点＞
しかしこの非接触タイプの用紙搬送は、用紙先端のみ保持しているため、図４に示すように用紙搬送方向が水平の場合、用紙７が垂れ下がり、非接触加熱手段１５０との距離が離れてしまうので熱効率が低下する。

また非接触加熱により用紙がカールした場合も、同様に非接触加熱手段１５０との距離が不均一になる、あるいは図５に示すように非接触加熱手段１５０の方向にカールしてしまうと非接触加熱手段１５０に接触してしまう、という課題がある。

（空気の吹き付けによる搬送位置制御）
上記の課題に対して、本発明においては、図６に示すように非接触加熱手段１５０において用紙を加熱し、非接触搬送手段１６０で搬送中に、用紙表裏に対して不図示の空気供給手段から供給された空気を吹き付ける空気吹き付け手段１７０を有する。

これにより、用紙搬送方向に対して垂直方向に用紙位置を安定させることを可能としている。つまり用紙表面と裏面と両方に対して空気を吹き付けることにより垂直方向に用紙変形を矯正することが可能となる。

＜空気吹き付け手段＞
空気吹き付け手段１７０は、用紙７の表面と裏面に対して空気を吹き付ける、それぞれ複数（ｎ個）の空気吹き出し口（１７１ａ１．．．ａｎ、１７１ｂ１．．．ｂｎ）を、用紙搬送方向に対して設けている。

それぞれの空気吹き出し口１７１ａ、１７１ｂからは、不図示の制御手段により、不図示の空気供給手段から空気が供給され、用紙７に対して吹き出される。

非接触加熱手段１５０側の空気吹き出し口（１７１ａ１．．．ａｎ）は、ヒータ１５１を貫通してもよいし、逆にヒータ１５１を用紙搬送方向に分割しその隙間に設けてもよい。

複数の空気吹き出し口（１７１ａ１．．．ａｎ、１７１ｂ１．．．ｂｎ）のピッチは、通紙方向の最小用紙長さ（装置仕様）と垂直方向用紙位置変動許容値（実験から求めればよい）と垂直方向最大用紙変形量（実験から求めればよい）から設定すればよい。

＜空気吹き付けの風量による搬送位置制御＞
さらに、用紙表面に対する空気吹き出し口（１７１ａ１．．．ａｎ）、及び用紙裏面に対する空気吹き出し口（１７１ｂ１．．．ｂｎ）のそれぞれの風量を可変に制御可能とすることにより、垂直方向の用紙位置をより安定化することが可能となる。

つまり用紙が非接触加熱手段１５０側に大きく変形する場合は、用紙表面に対する空気吹き出し口（１７１ａ１．．．ａｎ）の風量を用紙裏面に対する空気吹き出し口（１７１ｂ１．．．ｂｎ）の風量よりも多くする。

逆に非接触加熱手段１５０の逆側に大きく変形する場合は、用紙裏面に対する空気吹き出し口（１７１ｂ１．．．ｂｎ）の風量を用紙表面に対する空気吹き出し口（１７１ａ１．．．ａｎ）の風量よりも多くする。

これにより用紙変形に対する矯正効果が向上し、用紙面に垂直方向の用紙位置安定性を向上させることが可能となる。

＜紙種あるいは変形量に応じた空気吹き付け風量＞
用紙表裏に対する空気吹き出し口（１７１ａ１．．．ａｎ、１７１ｂ１．．．ｂｎ）の風量設定は、様々な紙種（コート紙／上質紙、用紙坪量）に対する最適値を予め実験等により求めておき、メモリ等に記憶させておいて、通紙する紙種により最適値を設定してもよい。

あるいは図７に示すように、通紙中心位置からみて非接触加熱手段１５０側、及び非接触加熱手段１５０とは逆側に、光電センサ等を用紙位置非接触検出センサ（１７２ａ１．．．ａｎ、１７２ｂ１．．．ｂｎ）として配置し、各センサ出力からリアルタイムに垂直方向の用紙変形量を検出しながら各風量を制御してもよい。

これらにより用紙の紙種に応じた、あるいは用紙の変形量に応じた矯正効果が得られ、用紙面に垂直方向の用紙位置安定性を向上させることが可能となる。

＜空気の吹き付け方向＞
もちろん、空気吹き付け手段１７０が用紙表裏に吹き付ける空気は、揮発した蒸気（キャリア液）の移動、換気を兼ねることも可能である。この換気効率を上げることは、非接触加熱手段１５０内の揮発したキャリア液の蒸気圧を低減することになり、揮発効率の向上に繋がる。

しかし用紙面に垂直に吹き付ける場合は、図８に示すように干渉により気流が乱れてしまい、換気効率の低減に繋がってしまう懸念がある。それに対して図９に示す構成例においては、用紙表裏に吹き付ける空気の方向を、用紙搬送方向上流に向けて斜めに角度をつけることで気流の乱れを防止し、換気効率を向上することが可能となる。

逆に用紙搬送方向下流に向けて斜めに角度をつけてしまうと、通紙速度と吹き付け風量の関係によっては、垂直方向の用紙位置安定性を損ねてしまう可能性があり、好ましくない。

＜空気の吹き付けの総風量低減＞
次に、図１０（ａ）、１０（ｂ）、１０（ｃ）は、経時的な用紙搬送位置の移動とそれに伴う空気吹き出し口の変更の例を示している。

このように、用紙７の移動に応じて、用紙先端位置より用紙搬送方向上流側で、用紙先端位置からの距離が用紙長さより短く、かつ最も離れている吹き出し口のみ空気を吹き付けることでも、垂直方向の用紙位置安定性を確保することは可能である。またその方が総風量という観点においては省エネルギーを実現する。

また、図９の構成の変形例として図１１に示すように、非接触加熱手段１５０と用紙表面の間、及び用紙裏面（非接触加熱手段１５０とは逆面）に用紙搬送方向と平行で用紙搬送方向上流に向かって空気を吹き付けることでも垂直方向の用紙位置安定性を確保することは可能である。

なお、用紙温度の昇温効率、及び非接触加熱手段１５０内の雰囲気温度維持（飽和蒸気圧に影響する）に対しては、用紙表裏に吹き付ける空気は何らかの加熱手段により加熱された熱風を使用する方がより有利であり、好ましい。

上述したように、本実施形態に係る定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置によれば、未定着の画像を有するカット紙の両面に搬送部材が接触しないように搬送方向先端を保持して搬送しながら、非接触加熱手段で加熱し、定着するに際して、非接触での搬送及び加熱状態にあるカット紙の表面と裏面とにそれぞれ気体を吹き付ける気体吹き付け手段を有する。

これにより、用紙搬送中の用紙面に垂直な方向の用紙位置を安定させるよう制御し、用紙の重みによる垂れ下がりや、加熱によるカール等による非接触加熱源との接触を防止し、十分な定着品質と画像品質を、熱効率を低減させず安全に実現させることができる。

なお、上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 感光体ドラム（像担持体）
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 液体現像装置
５ 中間転写体
６ クリーニング装置
７ 記録媒体（用紙）
８ 液体現像剤
９ 定着装置
１５０ 非接触加熱手段
１５１ ヒータ
１５２ 断熱カバー
１６０ 非接触搬送手段（非接触タイプ）
１６１ チェーン（グリッパー）
１６２ 搬送爪
１７０ａ、ｂ 空気吹き付け手段
１７１ａ、ｂ 空気吹き出し口
２６０ 用紙搬送手段（接触タイプ）
２６１ 搬送ベルト

Claims (9)

1. 未定着の画像を有するカット紙の両面に搬送部材が接触しないように、該カット紙の搬送方向先端を保持して搬送する非接触搬送手段と、
   該非接触搬送手段により搬送状態にある前記カット紙を非接触で加熱する非接触加熱手段と、を有する定着装置において、
   前記非接触加熱手段により加熱状態にある前記カット紙に対して、前記カット紙の表面に気体を吹き付ける前記カット紙の搬送方向に並んだ複数の表面側気体吹き出し口と、前記カット紙の裏面に気体を吹き付ける前記カット紙の搬送方向に並んだ複数の裏面側気体吹き出し口とを含む、複数の気体吹き出し口を備えた気体吹き付け手段を有し、
   前記複数の気体吹き出し口は、それぞれが気体吹き出しの有無を独立に設定でき、
   前記気体吹き付け手段は、前記カット紙の表面側および裏面側のそれぞれにおいて、前記カット紙の搬送による移動に応じて、前記カット紙の先端位置より搬送方向上流側で、該先端位置からの距離が前記カット紙の長さより短く、かつ前記先端位置から最も離れている気体吹き出し口のみが、前記カット紙に気体を吹き付ける
   ことを特徴とする定着装置。
2. 前記気体吹き付け手段は、前記カット紙の表面と裏面とに気体を吹き付ける風量が、それぞれ可変である
   ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記気体吹き付け手段は、前記カット紙の表面と裏面とに気体を吹き付ける風量が、互いに異なる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記気体吹き付け手段は、前記カット紙の種類に応じて、表面と裏面とに気体を吹き付ける風量をそれぞれ設定する
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の定着装置。
5. 前記気体吹き付け手段は、前記カット紙の変形量に応じて、表面と裏面とに気体を吹き付ける風量をそれぞれ設定する
   ことを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の定着装置。
6. 前記気体吹き付け手段は、前記カット紙の搬送方向上流側へ向けて、斜めに角度を付けて、表面と裏面とに気体を吹き付ける
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の定着装置。
7. 前記気体吹き付け手段は、前記カット紙の表面と裏面とに加熱された気体を吹き付ける、
   ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の定着装置。
8. 前記気体吹き付け手段が前記カット紙の表面と裏面とに吹き付ける気体は空気である
   ことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の定着装置。
9. 像担持体上に形成された潜像をトナーとキャリア液を含む液体現像剤で現像し、形成されたトナー像が転写されたカット紙を定着する定着装置を備えた画像形成装置であって、
   前記定着装置は、請求項１から８の何れか１項に記載の定着装置である
   ことを特徴とする画像形成装置。

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