(57)【要約】【課題】消費エネルギが低く、厚さが異なる記録媒体が通紙されたり周囲の環境温度が変化したりした場合等であっても加熱部材によって転写定着工程直前の記録媒体が安定的に加熱されて、定着性が良好で高画質な画像を形成することができる、転写定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】転写定着部材２７と加圧部材６８とによって形成されるニップ部に向けて搬送される記録媒体Ｐの転写定着面を加熱するとともにニップ部に向けて搬送される記録媒体Ｐを案内する加熱部材８７と、加熱部材８７に案内される記録媒体Ｐを加熱部材８７に向けて付勢する付勢部材９１と、付勢部材９１によって加熱部材８７に向けて付勢される記録媒体Ｐに対する付勢力を可変する可変手段９２〜９４と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の転写定着面にトナー像を転写するとともに定着する転写定着装置であって、
トナー像を担持するとともに、所定方向に走行する転写定着部材と、
前記転写定着部材に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、
前記ニップ部に向けて搬送される記録媒体の前記転写定着面を加熱するとともに、前記ニップ部に向けて搬送される記録媒体を案内する加熱部材と、
前記加熱部材に案内される記録媒体を当該加熱部材に向けて付勢する付勢部材と、
前記付勢部材によって前記加熱部材に向けて付勢される記録媒体に対する付勢力を可変する可変手段と、
を備えたことを特徴とする転写定着装置。
【請求項２】
前記可変手段は、前記加熱部材に対する前記付勢部材の相対的な位置を可変することを特徴とする請求項１に記載の転写定着装置。
【請求項３】
前記可変手段は、前記加熱部材に案内される記録媒体の厚さが厚いときに、記録媒体の厚さが薄いときよりも、前記付勢力が大きくなるように制御されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転写定着装置。
【請求項４】
前記可変手段は、前記加熱部材の温度が低いときに、前記加熱部材の温度が高いときよりも、前記付勢力が大きくなるように制御されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の転写定着装置。
【請求項５】
前記可変手段は、周囲の温度が低いときに、周囲の温度が高いときよりも、前記付勢力が大きくなるように制御されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の転写定着装置。
【請求項６】
前記可変手段は、経時に前記付勢力が大きくなるように制御されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の転写定着装置。
【請求項７】
前記加熱部材の温度を可変する第２の可変手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の転写定着装置。
【請求項８】
前記加熱部材と前記付勢部材との間を記録媒体が通過しないときには、前記加熱部材に対して前記付勢部材を相対的に離間させることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の転写定着装置。
【請求項９】
前記加熱部材と前記付勢部材との間で記録媒体が搬送停止したときには、前記加熱部材を記録媒体から離れる方向に離間させることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の転写定着装置。
【請求項１０】
前記付勢部材は、耐熱性を有するブラシ状ローラであることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の転写定着装置。
【請求項１１】
前記加熱部材は、銅又はアルミニウムで形成された板状部材であることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の転写定着装置。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の転写定着装置を備えた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】
この発明は、記録媒体上にトナー像を転写するとともに定着する転写定着装置と、それを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置と、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置では、転写工程と定着工程とを同時におこなう転写定着装置を用いる技術が知られている（例えば、特許文献１〜特許文献３等参照。）。
このような転写定着装置を備えた画像形成装置は、転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置に比べて、表面性の粗い記録媒体を使用しても画像品質の低下が起こり難いという利点がある。
【０００３】
詳しくは、転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置では、表面性の粗い記録媒体を使用すると、中間転写ベルト等の中間転写体が記録媒体の表面性に追従できずに中間転写体と記録媒体との間に微小ギャップが形成されてしまう。そのため、その微小ギャップが形成された部分で異常放電が発生して、中間転写体上に担持された画像が記録媒体上に正常に転写されずに、画像が全体としてボソボソになってしまう。
これに対して、転写定着装置を備えた画像形成装置では、トナー像に対して転写と同時に熱を加えるため、トナーが軟化・溶融して粘弾性を帯びたブロック状の塊になる。そのため、表面性の粗い記録媒体を使用して定着部材と記録媒体との間に微小ギャップが形成されても、その部分に画像が塊として転写されてしまう。したがって、画像は、ボソボソにならずに、良好で高画質なものになる。
【０００４】
さらに、転写定着装置を備えた画像形成装置は、転写定着工程がおこなわれるニップ部（転写定着部材と加圧部材との当接位置である。）に搬送される記録媒体上に未定着のトナー像が担持されないために、転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置に比べて、記録媒体の搬送経路に対する制約が少なくなる。すなわち、転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置は、定着工程がおこなわれるニップ部（定着部材と加圧部材との当接位置である。）に搬送される記録媒体上に未定着のトナー像が担持されるために、転写部から定着部に至る搬送経路には未定着トナー像に接触しないための制約が課せられる。したがって、転写定着装置を備えた画像形成装置は、記録媒体の搬送経路に対する設計上の自由度が高く、記録媒体の搬送性を高めることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の転写定着装置は、トナー像を担持する転写定着部材を加熱してトナー像を加熱・溶融しているために、長寿命化のために転写定着ベルト（転写定着部材）が厚くなったり、大型のタンデム型の画像形成装置に設置するために転写定着ベルトの周長が長くなったりした場合に、転写定着ベルトの熱効率が低下してしまっていた。そのため、転写定着装置における消費エネルギが大きくなっていた。
さらに、従来の転写定着装置は、上述した転写定着ベルトの加熱工程に加えて、作像部の熱的損傷を低減するために転写定着工程後の転写定着ベルトを冷却する冷却工程がおこなわれている場合が多かった。このような加熱・冷却のサイクルが繰り返されるために、転写定着装置における消費エネルギが大きくなっていた。
【０００６】
本願発明者は、このような問題を解決するために研究を重ねた結果、転写定着ベルト（転写定着部材）の加熱を最小限に抑えて、トナーの加熱・溶融に必要な熱量を、ニップ部に搬送される直前に記録媒体を効率的に加熱することで補足する方策を知得した。このような方策を具現化するためには、ニップ部に対して記録媒体の搬送方向上流側であってニップ部の近傍に、記録媒体の転写定着面を加熱する加熱部材を設けることが考えられる。
しかし、その場合に、厚さ（紙厚）が異なる記録媒体が通紙されたり、周囲の環境温度が変化したりしても、加熱部材によって転写定着工程直前の記録媒体を安定的に加熱することが重要になる。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、消費エネルギが低く、厚さが異なる記録媒体が通紙されたり周囲の環境温度が変化したりした場合等であっても加熱部材によって転写定着工程直前の記録媒体が安定的に加熱されて、定着性が良好で高画質な画像を形成することができる、転写定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の請求項１記載の発明にかかる転写定着装置は、記録媒体の転写定着面にトナー像を転写するとともに定着する転写定着装置であって、トナー像を担持するとともに、所定方向に走行する転写定着部材と、前記転写定着部材に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、前記ニップ部に向けて搬送される記録媒体の前記転写定着面を加熱するとともに、前記ニップ部に向けて搬送される記録媒体を案内する加熱部材と、前記加熱部材に案内される記録媒体を当該加熱部材に向けて付勢する付勢部材と、前記付勢部材によって前記加熱部材に向けて付勢される記録媒体に対する付勢力を可変する可変手段と、を備えたものである。
【０００９】
また、請求項２記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記可変手段は、前記加熱部材に対する前記付勢部材の相対的な位置を可変するものである。
【００１０】
また、請求項３記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記可変手段は、前記加熱部材に案内される記録媒体の厚さが厚いときに、記録媒体の厚さが薄いときよりも、前記付勢力が大きくなるように制御されるものである。
【００１１】
また、請求項４記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記可変手段は、前記加熱部材の温度が低いときに、前記加熱部材の温度が高いときよりも、前記付勢力が大きくなるように制御されるものである。
【００１２】
また、請求項５記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記可変手段は、周囲の温度が低いときに、周囲の温度が高いときよりも、前記付勢力が大きくなるように制御されるものである。
【００１３】
また、請求項６記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記可変手段は、経時に前記付勢力が大きくなるように制御されるものである。
【００１４】
また、請求項７記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材の温度を可変する第２の可変手段をさらに備えたものである。
【００１５】
また、請求項８記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材と前記付勢部材との間を記録媒体が通過しないときには、前記加熱部材に対して前記付勢部材を相対的に離間させるものである。
【００１６】
また、請求項９記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材と前記付勢部材との間で記録媒体が搬送停止したときには、前記加熱部材を記録媒体から離れる方向に離間させるものである。
【００１７】
また、請求項１０記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記付勢部材を、耐熱性を有するブラシ状ローラとしたものである。
【００１８】
また、請求項１１記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の発明において、前記加熱部材を、銅又はアルミニウムで形成された板状部材としたものである。
【００１９】
また、この発明の請求項１２記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の転写定着装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、転写定着部材と加圧部材とのニップ部に搬送される記録媒体を案内しながらその転写定着面を加熱する加熱部材と、記録媒体を加熱部材に向けて付勢する付勢部材と、を設けるとともに、付勢部材による付勢力を可変できるように構成している。これにより、消費エネルギが低く、厚さが異なる記録媒体が通紙されたり周囲の環境温度が変化したりした場合等であっても加熱部材によって転写定着工程直前の記録媒体が安定的に加熱されて、定着性が良好で高画質な画像が形成される、転写定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】転写定着装置の一部を示す拡大図である。
【図３】転写定着装置におけるブラシ状ローラの接離機構を示す拡大図である。
【図４】加熱板が離間した状態を示す拡大図である。
【図５】加熱板からニップ部までの空走距離と、記録媒体の表面温度と、の関係を示すグラフである。
【図６】実験結果を示すグラフである。
【図７】この発明の実施の形態２における転写定着装置の近傍を示す拡大図である。
【図８】この発明の実施の形態３における画像形成装置の一部を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２３】
実施の形態１．
図１〜図６にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部（露光部）、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ、２１は各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにそれぞれ収容された感光体ドラム（像担持体）、２２は感光体ドラム２１上を帯電する帯電部、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫは感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を現像する現像装置、２４は感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を転写定着ベルト２７に転写する転写バイアスローラ、２５は感光体ドラム２１上の未転写トナーを回収するクリーニング装置、を示す。
【００２４】
また、２７は複数色のトナー像が重ねて転写される転写定着部材としての転写定着ベルト、２９は転写定着工程後の転写定着ベルト２７を清掃するクリーニング装置（ベルトクリーニング装置）、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２ＢＫは各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫに各色のトナーを補給するトナー補給部、５１は原稿Ｄを原稿読込部５５に搬送する原稿搬送部、５５は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、６１は転写紙等の記録媒体Ｐが収納される給紙部、６６は記録媒体Ｐ上にトナー像を転写・定着する転写定着装置、６８は転写定着ベルト２７に圧接してニップ部を形成する加圧部材としての加圧ローラ、７０は転写定着ベルト２７を加熱するヒータ、８５は転写定着ベルト２７の幅方向温度分布を均一化するとともに転写定着ベルト２７を冷却する冷却手段としての均しローラ、８７は転写定着工程直前の記録媒体Ｐをニップ部に案内しながら加熱する加熱部材としての加熱板、９１は記録媒体Ｐを加熱板８７に向けて付勢する付勢部材としてのブラシ状ローラ、を示す。
【００２５】
ここで、転写定着装置６６は、転写定着部材としての転写定着ベルト２７、加熱装置８７、８８、加圧部材としての加圧ローラ６８、付勢部材としてのブラシ状ローラ９１、ヒータ７０、均しローラ８５、等で構成される。
また、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電部２２、クリーニング装置２５が、一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにおける感光体ドラム２１上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成がおこなわれる。
【００２６】
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部５１の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部５５のコンタクトガラス５３上に載置される。そして、原稿読込部５５で、コンタクトガラス５３上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
【００２７】
詳しくは、原稿読込部５５は、コンタクトガラス５３上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部（不図示である。）で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００２８】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの感光体ドラム２１上に向けて発せられる。
【００２９】
一方、４つの感光体ドラム２１は、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１の表面は、帯電部２２との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム２１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム２１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過する。レンズ４、５を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。
【００３０】
イエロー成分に対応したレーザ光は、ミラー６〜８で反射された後に、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ２０Ｙの感光体ドラム２１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム２１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部２２にて帯電された後の感光体ドラム２１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００３１】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、ミラー９〜１１で反射された後に、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ２０Ｍの感光体ドラム２１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー１２〜１４で反射された後に、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ２０Ｃの感光体ドラム２１２表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー１５で反射された後に、紙面左から４番目のプロセスカートリッジ２０ＢＫの感光体ドラム２１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００３２】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム２１表面は、それぞれ、現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫとの対向位置に達する。そして、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫから感光体ドラム２１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、複数のローラ部材２８Ａ〜２８Ｃ、８５に張架・支持された転写定着ベルト２７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、転写定着ベルト２７の内周面に当接するように転写バイアスローラ２４が設置されている。そして、転写バイアスローラ２４の位置で、転写定着ベルト２７（転写定着部材）上に、感光体ドラム２１上に形成された各色の画像（トナー像）が、順次重ねて転写される（第１転写工程である。）。
【００３３】
そして、第１転写工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、クリーニング装置２５との対向位置に達する。そして、クリーニング装置２５で、感光体ドラム２１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム２１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。
【００３４】
他方、感光体ドラム２１上の各色のトナー像が重ねて転写・担持された転写定着ベルト２７の表面は、図中の矢印方向に走行して、加圧ローラ６８（加圧部材）との当接位置（ニップ部である。）に達する。ここで、本実施の形態１における転写定着装置６６には、ニップ部の上流側で転写定着ベルト２７（又は、転写定着ベルト２７に担持されたトナー像）を加熱するヒータ７０が設置されているが、このヒータ７０による加熱量は従来のものに比べてかなり小さく設定されている。
転写定着ベルト２７に担持されたトナー像は、転写定着ベルト２７と加圧ローラ６８とのニップ部にて、記録媒体Ｐの転写定着面（おもて面）に転写されるとともに定着される（転写・定着工程である。）。詳しくは、記録媒体Ｐの転写定着面がニップ部の直前で加熱板８７（加熱部材）によって加熱されて、ニップ部にて、転写定着面の熱と、ヒータ７０によって予備的に加熱された転写定着ベルト２７の熱と、によってトナー像が加熱・溶融されるとともに、ニップ部の圧力によってトナー像が転写定着面に定着される。なお、転写定着装置６６の構成・動作については、後で図２〜図４を用いてさらに詳しく説明する。
その後、転写定着ベルト２７表面は、ベルトクリーニング部２９の位置に達する。そして、転写定着ベルト２７上の残トナー等の付着物がベルトクリーニング装置２９に回収されて、転写定着ベルト２７上の一連の転写定着プロセスが完了する。
【００３５】
なお、転写定着ベルト２７に対向する位置であって、最下流にあるイエロー用の感光体ドラム２１の下流側の位置であってニップ部の上流側の位置に、トナー検知センサや、転写定着ベルト２７に対して接離自在に構成されたクリーニング機構を設置することもできる。そして、上述した作像プロセスを経て転写定着ベルト２７上に形成した画像調整用のパターン画像をトナー検知センサで検知して、その検知結果に基いて各色の濃度補正や色ずれ補正等をおこなうことができる。その場合、転写定着ベルト２７上に形成した画像調整用のパターン画像は、加圧ローラ６８とのニップ部に達する前に、クリーニング機構によって除去されることになる。
【００３６】
ここで、転写定着装置６６のニップ部に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部６１から搬送ガイド６３、レジストローラ６４、加熱板８７等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部６１から、給紙ローラ６２により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイド６３を通過した後に、レジストローラ６４に導かれる。レジストローラ６４に達した記録媒体Ｐは、転写定着ベルト２７上のトナー像とタイミングを合わせて、転写定着ベルト２７と加圧ローラ６８とのニップ部に向けて搬送される。このとき、ニップ部に向けて搬送される記録媒体Ｐは加熱部材としての加熱板８７（図２を参照できる。）に案内されるとともに、ブラシ状ローラ９１によって加熱板８７に向けて付勢されながら、記録媒体Ｐの転写定着面のみが加熱板８７によって加熱される。
その後、フルカラー画像が転写・定着された記録媒体Ｐは、排紙搬送経路を通過して、排紙ローラ８０によって装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。なお、本実施の形態１における画像形成装置は、記録媒体Ｐの搬送速度（又は、プロセス線速）が、３００ｍｍ／秒程度に設定されている。
【００３７】
なお、本実施の形態１において用いられるトナーは、低温定着に適したものであることが好ましい。具体的に、トナーの軟化点（１／２流出温度）は１００℃程度であることが好ましい。
トナー結着樹脂としては、以下の組成のものを使用することができる。
例えば、ポリエステル、ポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、 スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレンーイソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体が挙げられる。
また、以下の樹脂を混合して使用することもできる。ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられる。この中で特に、ポリエステル樹脂を含有しているものは充分な定着性を得るために、好ましい。特に結晶性ポリエステル樹脂は、紙接触時に充分に軟化溶融し、定着強度とともに色再現性の高い画像形成が可能となる。ポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られるが、用いられるアルコールとはポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール等のジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリエキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフェノル類、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価のアルコール単体、その他の２価のアルコール単体を挙げることができる。
また、ポリエステル樹脂を得るために用いられるカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価の有機酸単量体、これらの酸無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸の２量体、その他の２価の有機酸単量体を挙げることができる。
バインダー樹脂として用いるポリエステル樹脂を得るためには、以上の２官能性単量体のみによる重合体のみでなく、３官能以上の多官能性単量体による成分を含有する重合体を用いることも好適である。かかる多官能性単量体である３価以上の多価アルコール単量体としては、例えばソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−サルビタン、ペンタエスリトール、ジペンタエスリトール、トリペンタエスリトール、蔗糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１．３．５−トリヒドロキシメチルベンゼン、その他を挙げることができる。
また３価以上の多価カルボン酸単量体としては、例えば１，２，４−ペンゼントリカルボン酸、１，２，５−ペンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、エンボール３量体酸、これらの酸無水物、その他を挙げることができる。
【００３８】
また、本実施の形態１に用いるトナーには、転写定着工程時の転写定着ベルト２７表面でのトナーの離型性を向上する目的で、離型剤を含有させることができる。離型剤として、公知のものをすべて使用できるが、特に脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックス、エステルワックスを単独又は組み合わせて使用することができる。カルナウバワックスとしては、微結晶のものが良く、酸価が５以下であり、トナーバインダー中に分散したときの粒子径が１μｍ以下の粒径であるものが好ましい。モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が５〜１４であることが好ましい。酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価は１０〜３０が好ましい。各ワックスの酸価が各々の範囲未満であった場合、低温定着温度が上昇し低温定着化が不充分となる。逆に酸価が各々の範囲を超えた場合、コールドオフセット温度が上昇し低温定着化が不充分となる。ワックスの添加量としてはバインダー樹脂１００重量部に対して１〜１５重量部、好ましくは３〜１０重量部の範囲で用いられる。１重量部未満では、その離型効果が薄く所望の効果が得られにくい。また、１５重量部を超えた場合はキャリアへのスペントが顕著になる等の問題が生じる。
また、外添加剤として、トナーの流動性を向上させる目的で、シリカ、酸化チタン、アルミナ等、さらに必要に応じて脂肪酸金属塩類やポリフッ化ビニリデン等を添加しても良い。
特に、転写定着装置６６は、トナーを充分に加熱することが可能であるため、サブミクロンの大粒径シリカ等の添加剤を比較的多量に用いても定着性や定着温度に影響を与えないため、流動性・転写性を考慮した外添処方が可能である。
【００３９】
次に、図２〜図４を参照しながら、本実施の形態１において特徴的な転写定着装置６６について詳述する。
図２は、転写定着装置６６の一部を示す拡大図である。図３は、転写定着装置６６におけるブラシ状ローラ９１の接離機構９２〜９４を示す拡大図である。また、図４は、加熱板８７が離間した状態を示す拡大図である。
図２及び図３を参照して、転写定着装置６６は、転写定着部材としての転写定着ベルト２７、加熱装置８７〜８９、加圧部材としての加圧ローラ６８、付勢部材としてのブラシ状ローラ９１、可変手段としての接離機構９２〜９４、円筒ガイド板８６、ヒータ７０、均しローラ８５、等で構成される。
【００４０】
ここで、転写定着部材としての転写定着ベルト２７は、内周面側に形成された基材層上に、弾性層、表面層（離型層）が順次形成された多層構造のエンドレスベルトである。本実施の形態１では、基材層として層厚が８０μｍ程度のポリイミド樹脂が用いられ、弾性層として層厚が１６０μｍ程度のシリコーンゴムが用いられ、表面層として層厚が７μｍ程度のフッ素ゴム（又はフッ素樹脂）が用いられている。弾性層は記録媒体Ｐの表面の凹凸に追従するためのものあり、表面層はトナーに対する離型性を担保するためのものである。また、本実施の形態１における転写定着ベルト２７は、幅方向（図２の紙面垂直方向である。）の長さが３００ｍｍ程度に、周長（走行方向の長さである。）が１１５０ｍｍ程度に設定されている。
【００４１】
また、加圧部材としての加圧ローラ６８は、アルミニウム等からなる円筒状の芯金上に表面層（離型層）が形成されたものであって、図２の時計方向に回転する。加圧ローラ６８は、不図示の加圧機構によって、転写定着ベルト２７を介してローラ部材２８Ａに圧接する。こうして、加圧ローラ６８と転写定着ベルト２７との間に、所望のニップ部が形成される。
【００４２】
加熱装置８７〜８９は、転写定着装置６６におけるニップ部の入口側の近傍に配設されている。加熱装置は、加熱部材としての加熱板８７、加熱板８７を加熱する発熱体８８、加熱板８７の温度を検知するための熱電対８９（温度検知手段）、等で構成される。
加熱部材としての加熱板８７は、板厚が０．２〜１．５ｍｍ程度の銅又はアルミニウムからなる板状部材である。加熱板８７は、レジストローラ６４の近傍からニップ部の近傍にかけて延設されていて、ニップ部に向けて搬送される記録媒体Ｐを案内する案内板（ガイド板）として機能する。また、加熱板８７は、ニップ部に向けて搬送される記録媒体Ｐの転写定着面（おもて面）に接触して、発熱体８８で発生した熱を記録媒体Ｐ（転写定着面）に伝熱する伝熱板としての機能も有する。
発熱体８８は、ＰＴＣ特性を有する発熱体であって、加熱板８７の搬送面（記録媒体Ｐに対向する面である。）の反対側の面に貼着されている。ＰＴＣ特性を有する発熱体は、所定のキューリー点となると抵抗が急激に上昇しる抵抗発熱体であるため、その自己温度制御機能によって加熱板８７が異常昇温してしまう不具合を抑止することができる。具体的に、本実施の形態１では、加熱板８７の温度が１８０〜２２０℃の範囲で制御されている。
なお、本実施の形態１では、加熱板８７を熱伝導率が高く比較的安価な銅やアルミニウムで形成しているために、加熱効率が高く比較的安価な加熱装置８７〜８９を提供することができる。
【００４３】
このように構成された加熱装置は、上述したように、転写・定着工程直前の記録媒体Ｐの転写定着面（おもて面）のみを加熱するものである。換言すると、加熱装置は、記録媒体Ｐの裏面（転写定着面に対する裏面である。）が昇温する前に（おもて面から裏面に熱が伝達される前に）記録媒体Ｐがニップ部に搬送されるように転写定着面を加熱する。
【００４４】
本願発明者は、１６０℃に加熱された銅板（厚さ１ｍｍ）に記録媒体Ｐ（厚紙３００ｇ紙）を６０ｍｓｅｃ接触させてその後に雰囲気温度４０℃の空中に搬送（空走）したときの、記録媒体Ｐの転写定着面の温度変動をシミレーションした。その結果、銅板によって約１４０℃まで加熱された記録媒体Ｐが、雰囲気温度４０℃の空中に１０ｍｓｅｃ（搬送速度３００ｍｍ／秒の場合、３ｍｍの搬送距離に相当する。）搬送されるだけで１１０℃まで温度が低下するのがわかった。したがって、転写定着工程前の記録媒体Ｐの加熱効率を上げるためには、記録媒体を加熱する加熱部材（加熱板８７）をできる限りニップ部に近接させることが必要になる。
本実施の形態１では、加熱板８７を板状に形成して、その先端をできる限りニップ部に近づけるとともに、その搬送方向の長さをできる限り長く設定しているために、転写定着工程前の記録媒体Ｐの加熱効率を向上させることができる。
【００４５】
ここで、本実施の形態１における加熱板８７は、記録媒体Ｐを案内する案内面（記録媒体Ｐに接触する面である。）に、フッ素樹脂粒子を含有するニッケルメッキが覆設されている。具体的には、ニッケルメッキの皮膜中に３０ｖｏｌ％のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を分散させている。このようなコーティングは、析出状態の硬度がＨｖ３００程度であって通常の樹脂コーティングに比べて硬く、すべり性、耐摩耗性、離型性にも優れている。したがって、加熱板８７にトナーや紙粉が付着する不具合を軽減できるとともに、加熱板８７の耐久性を向上させることができる。
なお、加熱板８７の案内面（記録媒体Ｐに接触する面である。）を、耐摩耗性が高いダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）やグラファイトライクカーボン（ＧＬＣ）で覆設することもできる。
【００４６】
本実施の形態１における加熱装置８７〜８９は、記録媒体Ｐの転写定着面の温度が転写定着ベルト２７の表面温度よりも高くなるように、転写定着面を加熱している。すなわち、転写定着ベルト２７に担持されたトナー像Ｔは、ニップ部にて、主として記録媒体Ｐから受ける熱により加熱・溶融されることになる。
本実施の形態１では、記録媒体Ｐの転写定着面を加熱していて、出力画像上にて充分な光沢を得るための温度を独立して設定できるので、ヒータ７０（ハロゲンヒータやカーボンヒータである。）によって加熱される転写定着ベルト２７の温度（定着設定温度）を低くできる。また、記録媒体Ｐは転写・定着工程の直前に加熱されるので、過剰に加熱されずに、トナーＴと記録媒体Ｐとの密着性も必要以上に高められることはない。
すなわち、本実施の形態１の構成によれば、低温定着が可能であって、装置のウォームアップ時間を短縮できて、省エネルギ化を向上させることができる。また、転写定着ベルト２７への熱移動を抑制できるので、転写定着ベルト２７の耐久性を向上させることができる。さらに、転写定着ベルト２７の加熱温度が低減されるために、転写定着ベルト２７の熱劣化を抑制できる。
【００４７】
また、本実施の形態１における転写定着装置６６は、加熱板８７によってニップ部に案内される記録媒体Ｐを、ブラシ状ローラ９１（付勢部材）によって加熱板８７に押し付ける（付勢する）ように構成されている。このように構成することにより、加熱板８７に対する記録媒体Ｐの密着力と密着時間が向上するために、加熱板８７によって記録媒体Ｐの表面を確実に目標温度まで温度上昇させて、定着不良を抑制することが可能となる。
【００４８】
ここで、図２及び図３を参照して、付勢部材としてのブラシ状ローラ９１は、芯金上に、ポリイミド繊維やアラミド繊維等が植毛されたブラシ布が螺旋状に巻回された耐熱性を有するローラ部材であって、図２の時計方向に記録媒体Ｐの搬送速度と等速で回転する。そして、レジストローラ６４の位置を通過した記録媒体Ｐは、ニップ部の直前で、ブラシ状ローラ９１に付勢されて加熱板８７に押し当てられながら、加熱板８７によって加熱された後に、ニップ部に送入されることになる。ブラシ状ローラ９１に耐熱性をもたせることで、加熱板８７の熱によってブラシ状ローラ９１のブラシ毛が熱劣化する不具合を軽減することができる。
ここで、本実施の形態１では、レジストローラ６４からニップ部（転写定着ベルト２７と加圧ローラ６８とのニップ部である。）までの距離が、画像形成装置１で通紙可能な最小サイズの記録媒体Ｐの搬送方向の長さよりも短く設定されているために、レジストローラ６４とニップ部との間で記録媒体Ｐに与えられる搬送力は、主としてレジストローラ６４や加圧ローラ６８（転写定着ベルト２７）によって与えられるものである。
【００４９】
また、付勢部材としてブラシ状ローラ９１は、加熱板８７に案内される記録媒体Ｐに複数個所で点接触又は線接触することになる。記録媒体Ｐとの接触面積を極力小さくして記録媒体Ｐを加熱板８７に押圧することで、ブラシ状ローラ９１の側に熱が移動して記録媒体Ｐの加熱効率が低下する不具合を抑止することができるとともに、記録媒体Ｐの搬送性が低下する不具合を抑止することができる。
本実施の形態１では、加熱板８７に圧接するブラシ状ローラ９１の加圧幅Ｎ（ニップ幅）が３〜１２ｍｍになるように設定されている（３〜５ｋｇｆ程度の加圧力に相当する。）。そして、本実施の形態１における転写定着装置６６には、ブラシ状ローラ９１によって加熱板８７に向けて付勢される記録媒体Ｐに対する付勢力を可変する可変手段としての接離機構９２〜９４が設置されているが、これについては後で詳しく説明する。
なお、本実施の形態１では、付勢部材としてブラシ状ローラ９１を用いたが、付勢部材として発泡ウレタンやフェルト等で形成された表面層を有するローラ部材を用いることもできる。
【００５０】
また、本実施の形態１における転写定着装置６６には、加圧ローラ６８とブラシ状ローラ９１との間に、加圧ローラ６８を覆う円筒ガイド板８６が設置されている。円筒ガイド板８６は、加圧ローラ６８に接触しないようにギャップをあけて設置されていて、ブラシ状ローラ９１が加圧ローラ６８に接触するのを防止している。円筒ガイド板８６を設けることで、ブラシ状ローラ９１を加圧ローラ６８に近設しても、ブラシ状ローラ９１のブラシ毛が加圧ローラ６８に巻き込まれる副作用を抑止することができる。したがって、加熱板８７とブラシ状ローラ９１との圧接位置と、転写定着ベルト２７と加圧ローラ６８とのニップ部と、の距離（空走距離）を近づけることができて、副作用なく、転写定着工程前の記録媒体Ｐの加熱効率を高めることができる。
なお、円筒ガイド板８６とブラシ状ローラ９１との摺動抵抗を低減するために円筒ガイド板８６の外周面にフッ素樹脂コーティング等の低摩耗表面処理を施したり、円筒ガイド板８６の耐久性を高めるために円筒ガイド板８６の外周面にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等の耐摩耗性が高い材料を覆設したりすることもできる。
【００５１】
このように、本実施の形態１における転写定着装置６６は、転写定着ベルト２７の加熱を最小限に抑えて、トナーの加熱・溶融に必要な熱量を、ニップ部に搬送される直前に記録媒体Ｐを効率的に加熱することで補足するものである。しかし、その場合に、加熱された記録媒体Ｐから転写定着ベルト２７が多量かつ不均一な分布の熱を受けて、転写定着ベルト２７の幅方向（記録媒体の搬送方向に直交する方向である。）に温度ムラが生じて、定着ムラやオフセット等の定着不良画像が発生しやすくなってしまう。
これに対して、本実施の形態１では、図２に示すように、ニップ部を通過した後の転写定着ベルト２７の表面の幅方向の温度分布を均一化するとともに、転写定着工程後の転写定着ベルト２７を冷却する冷却手段としての均しローラ８５を設置している。
均しローラ８５は、ニップ部に対して転写定着ベルト２７の走行方向下流側に配設されたローラ部材であって、３つのローラ部材２８Ａ〜２８Ｃとともに転写定着ベルト２７を張架・支持する。冷却手段としての均しローラ８５は、ヒートパイプであって、その内部で熱を効率的に対流させることで、転写定着ベルト２７を冷却するとともに転写定着ベルト２７表面の幅方向の温度分布を均一化する。これにより、転写定着ベルト２７の加熱を最小限に抑えてニップ部に搬送される直前の記録媒体Ｐを加熱板８７によって加熱する場合であっても、定着ムラやオフセット等の定着不良が発生するのを抑止することができる。
【００５２】
ここで、本実施の形態１における転写定着装置６６には、ブラシ状ローラ９１（付勢部材）によって加熱板８７（加熱部材）に向けて付勢される記録媒体Ｐに対する付勢力を可変する可変手段としての接離機構９２〜９４が設置されている。この可変手段としての接離機構９２〜９４は、加熱板８７に対するブラシ状ローラ９１の相対的な位置を可変するように構成されている。
詳しくは、図３を参照して、接離機構は、レバー９２、カム９３、引張スプリング９４、駆動モータ（不図示である。）、等で構成されている。レバー９２は、支軸９２ａを中心にして回動可能に、装置本体の側板に保持されている。レバー９２の、一端側にはブラシ状ローラ９１が回動可能に保持されていて、他端側には引張スプリング９４の一方のフック部が接続されている。引張スプリング９４の他方のフック部は、装置本体の側板に接続されている。また、レバー９２の中央部には、不図示の駆動モータに連結されたカム９３が係合している。このような構成により、不図示の駆動モータによってカム９３が回転駆動されてカム９３の回転方向の姿勢が定まると、引張スプリング９４のスプリング力によってレバー９２が支軸９２ａを中心に回動して（レバー９２がカム９３に接触しながら回動して）、ブラシ状ローラ９１の位置が上下方向に可変されることになる。
【００５３】
具体的に、図３（Ａ）は、ブラシ状ローラ９１が加熱板８７に対して所定の加圧幅（ニップ幅）Ｎで当接している状態である。この状態でカム９３の回転方向の姿勢を所定角度だけ可変することで、加圧幅Ｎ（記録媒体Ｐに対する付勢力）が増減される。そして、接離機構９２〜９４（加圧幅可変機構）は、加熱板８７に案内される記録媒体Ｐの厚さ（紙厚）が厚いときに、記録媒体Ｐの厚さ（紙厚）が薄いときよりも、上述した付勢力（加圧幅Ｎ）が大きくなるように制御される。
厚さの厚い記録媒体（厚紙）は、厚さの薄い記録媒体（薄紙）に比べて、加熱板８７によって加熱された転写定着面（おもて面）の熱が時間の経過とともに裏面側に伝達されてしまうために、ニップ部に到達するまでの転写定着面の温度低下の程度が大きい。これに対して、薄紙の場合には、厚紙に比べて、加熱板８７による加熱効率が高いために、厚紙を基準とした加熱板８７の温度制御をおこなってしまうと、薄紙が過昇温してしまったり、温度上昇によってカールが発生してしまったりする。
したがって、上述した制御をおこなうことにより、厚さ（紙厚）が異なる記録媒体Ｐが通紙された場合であっても、加熱板８７によって加熱される転写定着工程直前の記録媒体Ｐの温度にバラツキが生じることなく、安定した転写定着画像を形成することができる。これは、加熱板８７に対するブラシ状ローラ９１の加圧幅Ｎ（付勢力）の大小が、加熱板８７から記録媒体Ｐに与えられる熱量の大小に影響することに基くものである。
【００５４】
図５は、加熱板８７からニップ部（転写定着ベルト２７と加圧ローラ６８との当接位置である。）までの空走距離と、記録媒体Ｐの表面温度（転写定着面の温度）と、の関係を示すグラフであって、陰解法を用いた１次元伝熱解析シミュレーションをおこなった解析結果である。
図５中の、「３００ｇ紙」は厚紙を示し、「４５Ｋ紙」は薄紙を示し、「ニップ」は加熱板８７に対するブラシ状ローラ９１の加圧幅Ｎを示す。図５では、加熱板８７の温度を２４０℃と１８０℃とに振って、記録媒体Ｐの種類を３００ｇ紙（厚紙）と４５Ｋ紙（薄紙）とに振って、加圧幅Ｎを６ｍｍと１２ｍｍとに振って、それぞれの組み合わせについて、加熱板８７（加熱位置）からの空走距離が大きくなるのにともない転写定着面の温度がどれほど低下するかを解析している。
【００５５】
図５の解析結果から、３００ｇ紙（厚紙）は、４５Ｋ紙（薄紙）に比べて、おもて面の熱が低温度の裏面に向かって熱伝達される程度が大きいために、空走距離の増加にともない転写定着面の温度低下の程度が大きいのがわかる。また、加圧幅Ｎ（加熱幅）が大きいほど、加熱板８７によって記録媒体の中央付近まで温められて、おもて面と裏面との温度差が小さくなるために、空走距離が長くなっても転写定着面の温度低下の程度が小さくなるのがわかる。さらに、加熱板８７の設定温度が高いときには、記録媒体Ｐのおもて面に与えられる熱量も大きくなるために、所定の空走距離に達した後の転写定着面の温度も当然に高くなるのがわかる。
空走距離９ｍｍの位置で記録媒体Ｐの表面温度を１２０℃に維持しようとすると、３００ｇ紙（厚紙）を用いた場合には、加熱板８７の設定温度を２４０℃にして加圧幅Ｎを１２ｍｍ前後に設定する必要がある（図５中のＡ点の位置を参照できる。）。これに対して、４５Ｋ紙（薄紙）を用いた場合には、加熱板８７の設定温度が１８０℃であっても、空走距離９ｍｍの位置で記録媒体Ｐの表面温度を１２０℃に維持することができる（図５中のＢ点の位置を参照できる。）。また、４５Ｋ紙（薄紙）を用いた場合には、加熱板８７の設定温度が２４０℃であれば、加圧幅Ｎが６ｍｍより小さくても、空走距離９ｍｍの位置で記録媒体Ｐの表面温度を１２０℃に維持することができる（図５中のＣ点の位置を参照できる。）。したがって、仮に、３００ｇ紙（厚紙）を用いた場合の最適な条件（加熱板８７の設定温度：２４０℃、加圧幅Ｎ：１２ｍｍ）にて、４５Ｋ紙（薄紙）の加熱をおこなうと、その転写定着面の温度が１６０℃にまで上昇してしまい、厚紙との温度差が４０℃前後にまで広がってしまう。このように、厚紙において必要最小限の熱量を与えるように加熱条件を設定しても、同じ加熱条件を薄紙に適用すると、その温度が適正温度より高くなってしまい、必要最小限以上の熱量を記録媒体に与えることになってエネルギの浪費が多くなってしまう。また、過剰な熱が記録媒体のおもて面（又は裏面）を介して転写定着ベルト２７に伝達されることで、転写定着ベルト２７の温度が上昇してホットオフセット等の不具合が発生しやすくなる。さらには、両面プリント時の記録媒体Ｐの裏面温度が必要以上に高くなって、トナーの再溶融による画像劣化やヒートサイクルの不具合が発生する。
【００５６】
これに対して、本実施の形態１では、記録媒体Ｐの厚さに応じて加熱板８７に対するブラシ状ローラ９１の加圧幅Ｎを可変しているために、記録媒体Ｐの厚さに関わらず転写定着工程においてニップ部に送入される際の記録媒体Ｐの転写定着面の温度を適正化することができる。また、良好な転写定着画像を得るための必要最小限の熱量で記録媒体Ｐを加熱することができるために、装置全体としてのエネルギ効率を高めることができる。さらに、薄紙を通紙する場合に、必要最小限の熱量で加熱するために、加熱後に薄紙にカールが発生する不具合も防止することができる。
なお、通紙される記録媒体Ｐの紙厚は、記録媒体Ｐの搬送経路中に紙厚センサを設置してこれにより検知することもできるし、ユーザーによって装置本体１の操作部に入力された記録媒体Ｐに関する情報に基いて判断してもよい。そして、このようにして取得した記録媒体Ｐの紙厚についての情報に基いて、接離機構９２〜９４が可変制御されることになる。
【００５７】
ここで、本実施の形態１では、記録媒体Ｐの紙厚に応じて接離機構９２〜９４（可変手段）を制御して加圧幅Ｎを最適化した。
これに対して、周囲の温度（雰囲気温度）や、累積の稼働時間や、加熱板８７の温度等に応じて接離機構９２〜９４（可変手段）を制御して加圧幅Ｎを最適化することもできる。
具体的に、周囲の温度（雰囲気温度）が低いときに、周囲の温度が高いときよりも、加圧幅Ｎ（又は付勢力）が大きくなるように、接離機構９２〜９４（可変手段）を制御することもできる。周囲の温度が低いときには、加熱板８７によって記録媒体Ｐを加熱しにくくなるために、このような制御をおこなうことで、環境温度に関わらず、転写定着工程においてニップ部に送入される際の記録媒体Ｐの転写定着面の温度を適正化することができる。環境温度の検知は、装置本体１内に設置した温度センサによって検知することができる。
また、経時に加圧幅Ｎ（又は付勢力）が大きくなるように、接離機構９２〜９４（可変手段）を制御することもできる。ブラシ状ローラ９１のブラシ毛は初期時に比べて経時で復元力（反発力）が低下してしまい、加圧板８７に対するブラシ状ローラ９１の位置が変わらなくても加圧幅Ｎが変化してしまい、加熱板８７によって記録媒体Ｐを加熱しにくくなるために、このような制御をおこなうことで、経時においても記録媒体Ｐの転写定着面の温度を適正化することができる。時間の経過は、装置本体１に設けた累積プリント枚数カウンタの値によって判断することができる。
また、加熱板８７の温度が低いときに、加熱板８７の温度が高いときよりも、加圧幅Ｎ（又は付勢力）が大きくなるように、接離機構９２〜９４（可変手段）を制御することもできる。上述した環境温度の変化も含めて、加圧板８７の温度が低いときには、加熱板８７によって記録媒体Ｐを加熱しにくくなるために、このような制御をおこなうことで、転写定着工程においてニップ部に送入される際の記録媒体Ｐの転写定着面の温度を適正化することができる。なお、加熱板８７の温度の検知は、加熱板８７に貼着した熱電対８９によって検知することができる。
【００５８】
また、本実施の形態１では、記録媒体Ｐの紙厚等に応じて、接離機構９２〜９４（可変手段）を制御して加圧幅Ｎを最適化した。これに対して、加熱板８７の温度を可変する第２の可変手段をさらに設けて、記録媒体Ｐの紙厚等に応じて、接離機構９２〜９４（可変手段）を制御して加圧幅Ｎを最適化するとともに、加熱板８７の温度を最適化することもできる。
先に図５で説明したように、加圧幅Ｎに加えて、加熱板８７の設定温度も、記録媒体Ｐの転写定着面の温度を適正化するために大きく影響する。したがって、記録媒体Ｐの紙厚等に応じて加熱板８７の温度をも可変制御することで、転写定着工程においてニップ部に送入される際の記録媒体Ｐの転写定着面の温度を適正化することができる。具体的には、発熱体８８として温度調整をおこないやすいセラミックヒータや板状ヒータ等を用いて、熱電対８９によって検知した温度に基いて発熱体８８を温度制御することで、加熱板８７の温度を、記録媒体Ｐの紙厚等に応じて最適な温度に制御することができる。
なお、その場合に、記録媒体Ｐの紙厚以外にも、周囲の温度や累積の稼働時間等に応じて、加熱板８７の温度を可変制御してもよい。
【００５９】
ここで、図３（Ｂ）は、上述した離間機構９２〜９４の動作によって、ブラシ状ローラ９１が加熱板８７に対して完全に離間している状態である。
本実施の形態１において、非通紙時（加熱板８７とブラシ状ローラ９１との間を記録媒体Ｐが通過しないときだえる。）には、加熱板８７に対してブラシ状ローラ９１を相対的に離間させる制御をおこなっている（図３（Ｂ）の状態である。）。
これにより、必要最小限のタイミングでのみ、ブラシ状ローラ９１が加熱板８７に当接することになるため、加熱板８７からブラシ状ローラ９１に熱が伝わってブラシ状ローラ９１が熱劣化する不具合が低減される。
【００６０】
さらに、図４を参照して、本実施の形態１では、加熱板８７の近傍でジャムが発生したとき（加熱板８７とブラシ状ローラ９１との間で記録媒体Ｐが搬送停止したときである。）には、加熱板８７を記録媒体Ｐ（搬送経路）から離れる方向に離間させるように制御している。具体的に、加熱板８７は、不図示の駆動機構（ソレノイド等で構成されている。）によって、図４の位置に移動（先端部を中心とした回動である。）できるように構成されている。そして、不図示のジャム検知センサによって加熱板８７の近傍での記録媒体Ｐのジャムが検知されると、発熱体８８による加熱が遮断されるとともに、加熱板８７の離間動作（図４の位置への移動である。）がおこなわれる。
これにより、ジャム発生時に記録媒体Ｐが加熱板８７に接触し続けて過昇温する不具合が防止される（特に、発火点まで過昇温してしまう可能性が確実に防止される。）とともに、ジャムした記録媒体Ｐに対する加熱板８７の拘束力が小さくなるためにジャム処理（ジャムした記録媒体の装置本体外への除去処理である。）の作業性が向上する。
また、このようなジャム発生時の制御に加えて、ジャム発生時に接離機構９２〜９４を動作させて搬送経路からのブラシ状ローラ９１の離間動作（図３（Ｂ）の位置への移動である。）をもおこなうことで、ジャム処理の作業性がさらに向上する。
【００６１】
ここで、本実施の形態１における転写定着装置６６では、記録媒体Ｐの転写定着面の温度が転写定着ベルト２７（又は、転写定着ベルト２７に担持されたトナー像Ｔ）の表面温度よりも高くなるように、記録媒体Ｐ及び転写定着ベルト２７を加熱することが好ましい。このような場合、転写定着ベルト２７に担持されたトナー像Ｔは、ニップ部にて、主として記録媒体Ｐから受ける熱により加熱・溶融されることになる。
このように、加熱装置８７〜８９とヒータ７０とによって、記録媒体Ｐ（転写定着面）の温度が転写定着ベルト２７の表面温度よりも高くなるように加熱することで、それぞれのトナーとの界面の粘弾性の違いでホットオフセットを防止することができる。すなわち、トナー層において、記録媒体Ｐ側の温度を高く、転写定着ベルト２７側の温度を低くすることで、転写定着ベルト２７とトナーとの付着力よりも、記録媒体Ｐとトナーとの付着力を高くして、転写定着ベルト２７に対するトナーの離型性を上げることで、転写定着ベルト２７へのオフセットが生じない良好な画像が得られる。さらに、耐ホットオフセット性が向上することによって、離型性をあげるためにトナー中に添加するワックスの量を減量することができる（又は、なくすことができる）ため、色再現性、現像性、帯電性の向上が見込まれる。また、転写定着ベルト２７の温度を低く設定することで、転写定着ベルト２７の冷却が容易になるとともに、転写定着ベルト２７に接触している感光体ドラム２１等の熱的劣化等の不具合を低減することができる。
【００６２】
具体的に、オフセットを生じさせないためには、ヒータ７０によって加熱されるニップ部直前のトナー像（転写定着ベルト２７に担持されたトナー像である。）の表面温度をＴｔとして、加熱装置８７〜８９によって加熱されるニップ部直前の記録媒体Ｐ（転写定着面）の表面温度をＴｐとして、加圧ローラ６８の温度をＴｂとして、トナーの流出開始温度をＴｆｂとして、トナーの軟化点温度をＴｓとしたときに、
（Ｔｔ＋Ｔｐ）／２＞Ｔｆｂ      …（１）
Ｔｔ＜Ｔｆｂ                    …（２）
（好ましくはＴｔ＜Ｔｆｂ−２０℃、さらに好ましくはＴｔ＜Ｔｆｂ−３０℃）
Ｔｂ＜Ｔｓ                      …（３）
なる３つの条件式を成立させることが好ましい。
ここで、トナーの軟化温度、流出開始温度は、「高化式フローテスターＣＦＴ５００Ｄ型」（島津製作所社製）を用いて測定することができる。フローテスターとは溶融物（トナー）が細管を通過するときの粘性抵抗を測定する細管式レオメーターである。測定方法は、まず、シリンダーに充填された試料（トナー）を、周囲から熱して溶融させ、上部からピストンによって一定の圧力を加える。その後、溶融したトナーは細い穴を持ったダイを通して押し出され、フローレートから試料の流動性（溶融粘度）が求められる。なお、測定条件は、荷重：５ｋｇｆ／ｃｍ2、昇温速度：３．０℃／ｍｉｎ、ダイ口径：１．００ｍｍ、ダイ長さ：１０．０ｍｍである。
【００６３】
図６は、上記の３つの条件式の根拠となる実験結果を示すグラフである。
実験は、ヒータによって加熱されるニップ部直前のトナー像（転写定着ベルト２７）の表面温度をＴｔ（図６の横軸に対応する。）と、加熱装置によって加熱されるニップ部直前の記録媒体Ｐの表面温度をＴｐ（図６の縦軸に対応する。）と、を可変して、出力された定着画像の定着性（オフセットの有無）を観察したものである。また、図６（Ａ）は流出開始温度Ｔｆｂが９０℃のトナーを用いたときの実験結果であって、図６（Ｂ）は流出開始温度Ｔｆｂが１１０℃のトナーを用いたときの実験結果である。また、実験では、通紙する記録媒体Ｐとしてコート紙「カサブランカＸ」（王子製紙社製、坪量１００ｇ／ｍ2）を用い、ニップ部におけるニップ時間を５０ｍｓに、ニップ部における面圧を２ｋｇｆ／ｃｍ2に設定した。また、図６において、「○」は定着性が良好な状態であって、「◇」は極微小なホットオフセットが発生した状態であって、「△」は微小なホットオフセットが発生した状態であって、「×」は許容できないレベルのホットオフセットが発生した状態であって、「□」はコールドオフセットが発生した状態である。なお、図６中の、破線で示す傾斜線は良好な定着性を確保することができる定着下限温度を示し、この破線より上方の範囲が良好な定着性を確保できる範囲である。
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）から、定着下限温度以上で、トナーの流出開始温度Ｔｆｂよりもニップ部直前のトナー像の温度Ｔｔが高い場合（Ｔｆｂ＜Ｔｔ）には、ホットオフセットが発生して良好な画像が得られないことがわかる。そこで、上記の条件式（１）、（２）を満足するように、加熱装置を構成して適正な温度制御をおこなうことにより、オフセットのほとんどない良好な画像を得ることができる。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）から、（Ｔｆｂ−Ｔｔ≧２０℃）なる条件が成立したときにはホットオフセットの量がさらに減り、（Ｔｆｂ−Ｔｔ≧３０℃）なる条件が成立したときにはホットオフセットがほぼ完全になくなることがわかる。
また、上記の条件式（３）は、転写定着ベルト２７とのニップ部を形成している加圧ローラ６８の温度をトナー軟化点温度以下に規定するものであって、これにより両面プリント時の表裏面（第１面と第２面とである。）の画像光沢差を軽減することができる。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、転写定着ベルト２７（転写定着部材）と加圧ローラ６８（加圧部材）とのニップ部に搬送される記録媒体Ｐを案内しながらその転写定着面を加熱する加熱板８７（加熱部材）と、記録媒体Ｐを加熱板８７に向けて付勢するブラシ状ローラ９１（付勢部材）と、を設けるとともに、ブラシ状ローラ９１による付勢力（加圧幅Ｎ）を可変できるように構成している。これにより、消費エネルギが低く、厚さが異なる記録媒体Ｐが通紙されたり周囲の環境温度が変化したりした場合等であっても加熱板８７によって転写定着工程直前の記録媒体Ｐが安定的に加熱されて、定着性が良好で高画質な画像を形成することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態１では、転写定着部材として転写定着ベルト２７を用いたが、転写定着部材として転写定着ローラ（例えば、特許文献３等を参照できる。）を用いることもできる。
また、本実施の形態１では、転写定着工程後の転写定着ベルト２７を冷却する冷却手段として均しローラ８５を用いたが、冷却手段として転写定着ベルトの表面に対向する冷却ファンを用いることもできる。
そして、これらの場合であっても、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
実施の形態２．
図７にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図７は、実施の形態２における転写定着装置の近傍を示す拡大図であって、前記実施の形態１における図２に相当する図である。本実施の形態２における転写定着装置は、各色の感光体ドラム２１上に形成されたトナー像が中間転写ベルト９５に１次転写された後に転写定着ベルト２７に２次転写されて記録媒体Ｐに３次転写される点が、各色の感光体ドラム２１上に形成されたトナー像が転写定着ベルト２７に１次転写されて記録媒体Ｐに２次転写される前記実施の形態１のものと相違する。
【００６７】
本実施の形態２における画像形成装置は、各色の感光体ドラム（図示は省略するが、中間転写ベルト９５に対向するように並設されている。）に形成されたトナー像が中間転写ベルト９５に重ねて１次転写された後に、中間転写ベルト９５と転写定着ベルト２７との間で、そのトナー像が転写定着ベルト２７に２次転写される。さらに、転写定着ベルト２７に転写されたトナー像Ｔが、加圧ローラ６８とのニップ部の位置で、記録媒体Ｐに３次転写されるとともに定着される（転写定着される。）。
ここで、本実施の形態２においても、転写定着ベルト２７と加圧ローラ６８とのニップ部の近傍に、転写定着工程直前の記録媒体Ｐを加熱する加熱装置８７〜８９が設置されている。また、転写定着工程直前の記録媒体Ｐを加熱板８７（加熱部材）に向けて付勢するブラシ状ローラ９１（付勢部材）が、加熱板８７への当接力を可変できるように設置されている。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、転写定着ベルト２７（転写定着部材）と加圧ローラ６８（加圧部材）とのニップ部に搬送される記録媒体Ｐを案内しながらその転写定着面を加熱する加熱板８７（加熱部材）と、記録媒体Ｐを加熱板８７に向けて付勢するブラシ状ローラ９１（付勢部材）と、を設けるとともに、ブラシ状ローラ９１による付勢力（加圧幅Ｎ）を可変できるように構成している。これにより、消費エネルギが低く、厚さが異なる記録媒体Ｐが通紙されたり周囲の環境温度が変化したりした場合等であっても加熱板８７によって転写定着工程直前の記録媒体Ｐが安定的に加熱されて、定着性が良好で高画質な画像を形成することができる。
【００６９】
実施の形態３．
図８にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図８は、実施の形態３における画像形成装置の一部を示す構成図である。本実施の形態３における画像形成装置は、１つの感光体ドラム２１が設置されている点が、４つの感光体ドラム２１が設置されている前記実施の形態１のものと相違する。
【００７０】
図８に示すように、本実施の形態３における画像形成装置は、１つの感光体ドラム２１の周囲に、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した書込み部（不図示である。）、帯電部（不図示である。）、現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫや、クリーニング装置２５、等が配設されている。そして、感光体ドラム２１上で各色の画像（トナー像）が重ねて形成されて、そのカラー画像が転写バイアスローラ２４との対向位置で転写定着ベルト２７上に転写される。
その後、転写定着ベルト２７上に担持されたトナー像Ｔは、加圧ローラ６８とのニップ部の位置で、前記各実施の形態と同様に、加熱装置によって加熱された記録媒体Ｐ上に転写・定着される。
【００７１】
そして、本実施の形態３における転写定着装置６６も、前記各実施の形態のものと同様に、転写定着ベルト２７と加圧ローラ６８とのニップ部の近傍に、転写定着工程直前の記録媒体Ｐを加熱する加熱装置８７〜８９が設置されている。また、転写定着工程直前の記録媒体Ｐを加熱板８７（加熱部材）に向けて付勢するブラシ状ローラ９１（付勢部材）が、加熱板８７への当接力を可変できるように設置されている。
【００７２】
以上説明したように、本実施の形態３においても、前記各実施の形態と同様に、転写定着ベルト２７（転写定着部材）と加圧ローラ６８（加圧部材）とのニップ部に搬送される記録媒体Ｐを案内しながらその転写定着面を加熱する加熱板８７（加熱部材）と、記録媒体Ｐを加熱板８７に向けて付勢するブラシ状ローラ９１（付勢部材）と、を設けるとともに、ブラシ状ローラ９１による付勢力（加圧幅Ｎ）を可変できるように構成している。これにより、消費エネルギが低く、厚さが異なる記録媒体Ｐが通紙されたり周囲の環境温度が変化したりした場合等であっても加熱板８７によって転写定着工程直前の記録媒体Ｐが安定的に加熱されて、定着性が良好で高画質な画像を形成することができる。
【００７３】
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  画像形成装置本体（装置本体）、
２７  転写定着ベルト（転写定着部材）、
６６  転写定着装置、
６８  加圧ローラ（加圧部材）、
７０  ヒータ、
８６  円筒ガイド板、
８７  加熱板（加熱部材）、
８８  発熱体、
８９  熱電対、
９１  ブラシ状ローラ（付勢部材）、
９２  レバー（可変手段）、
９３  カム（可変手段）、
９５  中間転写ベルト、  Ｐ  記録媒体。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開２００５−３７８７９号公報
【特許文献２】特開２００２−９９１５９号公報
【特許文献３】特開２００４−１４５２６０号公報
【図１】
2010217458.tif 000003
【図２】
2010217458.tif 000004
【図３】
2010217458.tif 000005
【図４】
2010217458.tif 000006
【図５】
2010217458.tif 000007
【図６】
2010217458.tif 000008
【図７】
2010217458.tif 000009
【図８】
2010217458.tif 000010