(57)【要約】【課題】画質上において十分な光沢を得ることができ、かつ感光体ドラムへのシロキサンの付着を防止して静電潜像を円滑に形成することができるカラーレーザープリンタを提供する。【解決手段】トナー像を形成する感光体ドラム３ａ〜３ｄと、この各感光体ドラムに形成されたトナー像が転写され、所定方向に循環駆動されるトランスフューズベルト６１と、このトランスフューズベルト上で直接接する方向から当接して該トランスフューズベルト上のトナー像を加熱溶融する外部加熱ローラ６６と、記録紙Ｐに対しトランスフューズベルト上のトナー像を転写するとともに定着する加圧ローラ６７とを備え、外部加熱ローラの最外層を、芯金６６１上にシリコーンゴム６６４を形成した上にコートされた離型性の優れた柔軟性のあるシリコーン皮膜よりなるコート材６６３でコートしている。【選択図】図２
2006084567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を形成するトナー像担持体と、
このトナー像担持体に形成されたトナー像が転写され、所定方向に循環駆動される中間転写体と、
この中間転写体の駆動経路上で直接接する方向から当接して該中間転写体上のトナー像を加熱溶融する加熱手段と、
紙などの記録材に対し中間転写体上のトナー像を転写するとともに定着する加圧手段と
を少なくとも備えており、
上記加熱手段は、最外層に離型層を備え、その少なくとも一部にシリコーン層を含んでいることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記請求項１に記載の画像形成装置において、
加熱手段は、その表面層の一部に少なくとも弾性層を含んでいることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
上記請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
中間転写体の表面層は、その少なくとも一部にテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルパーフルオロビニルエーテルの共重合体であるパーフルオロアルコキシ樹脂を含んでいることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
上記請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、
加熱手段の表面層は、その少なくとも一部にシリコーンレジンを含み、かつ焼付け処理によって得られるコート材からなる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】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に、中間転写体上に形成されたトナー像を記録材に対し同時に転写して定着する転写定着同時方式を用いたものに係わる。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像形成装置としては、トナー像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に転写し、この中間転写体に記録紙を重ねて両者を加熱しながら加圧することによって、中間転写体上のトナー像を記録紙上に転写するとともに定着を行う転写定着同時方式を採用したものがある。
【０００３】
ところが、このような転写定着同時方式の画像形成装置には、以下に述べるような欠点を保有している。
【０００４】
つまり、中間転写体上に静電的にトナー像を形成し、そのトナー像を加熱により溶融させて中間転写体上のトナー像をすべて記録紙に移行させてトナー像を形成する際、トナー像を記録紙に移行させるためには、図３に示すように、トナー層内でのトナーｔ，ｔ，…同士の凝集力Ｆ１が、中間転写体ａに対するトナーｔの付着力Ｆ２よりも大きく、かつ記録紙ｐに対するトナーｔの付着力Ｆ３が中間転写体ａに対するトナーｔの付着力Ｆ２よりも大きい状態（Ｆ１＞Ｆ２、かつ、Ｆ３＞Ｆ２）をつくることが必要となる。そのため、この状態が実現できない場合には、トナー層の分断等で中間転写体ａ上にトナー層の一部が残ってしまう、いわゆるオフセット現象が生じ、正常な画像形成が行われないことになる。なお、図３中Ｆは、図示しない加圧ローラと中間転写体ａとの間の定着ニップ部ｎで作用する加圧ローラおよび中間転写体ａからの加圧力である。
【０００５】
ところで、一般に、トナーの加熱溶融が十分であれば、溶融したトナーは、記録紙表面になじみ、分子間力が大きくなる上、さらに投錨効果（溶融したトナーが毛細管現象などにより記録紙の繊維内に錨のように係止される効果）も加わり、記録紙への強い付着力が得られる。また、トナーの凝集力Ｆ１については、トナーの温度に対する粘度特性を考慮し、高温で溶融したトナーの温度を下げて、軟化状態から固化状態にすることで、トナー間の凝集力Ｆ１を強くすることができる。一方、中間転写体に対するトナーの付着力Ｆ２は弱い方が良く、このためには、中間転写体の表面にトナーを付着させ難い性質のものを用いることが必要である。このことから、トナー間の凝集力Ｆ１が中間転写体に対するトナーの付着力Ｆ２より大きくなるまで、トナーおよび中間転写体と一体となっている記録紙の温度を下げてから、記録紙を中間転写体から剥離することで、記録紙上にすべてのトナーを乱れなく転写すると同時に定着することが可能となる。
【０００６】
このように、トナーの加熱溶融が十分であれば、溶融トナーは記録紙表面になじみやすいものであるが、トナーと記録紙とが接触する境界領域において、トナーの温度および記録紙の表面温度が低く、トナーの加熱溶融が不十分で、トナーが記録紙表面に濡れ難い場合には、トナーと記録紙表面がなじみ難くなり、トナーと記録紙表面の間での分子間力が増大せず、十分な付着力が得られなくなる。これは、トナーのみが加熱され、昇温・溶融していても、トナーの熱容量は小さく、トナーよりも熱容量が大きく温度の低い記録紙に接触したときに、トナーが有する熱は記録紙に奪われ、トナーと記録紙との接触界面でのトナー温度は低下して流動し難くなり、接触が不十分となって強い付着力が得られなくなるからであると考えられる。このとき、記録紙の表面温度は、トナーが有する熱量によってほとんど上昇することがない。
【０００７】
すなわち、中間転写体から記録紙へトナー像を転写定着し、良好な定着強度を得て、高光沢でムラのない画像および発色の十分な高画質画像を得るためには、トナーとの付着力が弱い中間転写体を用い、かつトナーの十分な溶融が行え、しかもトナーが記録紙の表面と接触した際にトナーと記録紙との界面温度を低下させ難い加熱手段を採用する必要がある。ただし、これを実現する上で、加熱エネルギーを増大させたり、画像形成速度を低下させることは得策ではなく避けなければならない。
【０００８】
しかし、現行で用いられている種々の転写定着同時方式の画像形成装置の場合には、これらの要求を満たすことができない。つまり、記録紙上の未定着トナー像を定着する定着器のように、トナーと記録紙とを同時に加熱する構成を転写同時定着に適用しようとすると、やはり記録紙の厚さや熱容量に応じて加熱エネルギーを変えなければならないのが実情である。
【０００９】
要するに、トナー像と記録紙とが接触する前にトナー像を加熱して十分にトナーを溶融させるとともに、トナーが記録紙と接触しても、トナーと記録紙との界面温度が低下し難く、逆に記録紙の表面温度を上昇させることが可能な加熱方法や手段が必要となるわけである。
【００１０】
このような問題点を解決するためには、転写定着部に存在する中間転写体とトナーと記録紙との３者のうち、トナーを加熱溶融させなければならないのは必須であり、熱容量の大きい中間転写体あるいは記録紙の全体を高温に加熱することなく、中間転写体によって、トナーと接触している記録紙の境界領域での界面温度を上げることが望ましい。
【００１１】
そこで、従来、中間転写体と記録紙とが接触する以前に、中間転写体をトナー像担持体面側から非接触状態で輻射加熱する輻射加熱手段を有し、トナー像担持体表面またはその表面の近傍に、上記輻射加熱手段からの輻射を吸収する輻射吸収層を有する中間転写体とにより構成された画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
この画像形成装置では、転写定着前に、中間転写体をトナー像担持体面側から非接触加熱しており、その加熱源としては、例えば、少なくとも波長０．７５μｍ以上の輻射波長を持つ非接触の輻射加熱手段と、トナー像担持体表面または該表面の近傍に設けられ、上記輻射加熱手段からの輻射を吸収する輻射吸収層を有する中間転写体とを具備するように構成している。そして、中間転写体のトナー担持体面側から輻射加熱し、中間転写体表面またはその表面近くに輻射吸収層を設けていることによって、中間転写体の表面が高温になり、トナーも直接輻射加熱されると同時に高温の中間転写体表面から熱伝導されて溶融するようになっている。
【００１３】
しかし、このものにおいても、装置のプロセススピードが高速になると、熱効率の悪い非接触の輻射加熱方式では、たとえ中間転写体に輻射吸収層が設けられていても、トナーが定着に必要な温度（１２０゜Ｃ以上）まで上昇させることは非常に困難であり、これを解決するために、例えば、プロセススピードを落とすか、輻射幅を大きくとって加熱する必要があり、プロセススピードを落とせば高速機対応は不可となる一方、輻射幅を大きくとって加熱すれば、ハロゲンランプ等の輻射加熱手段を複数個設置する必要があり、コスト、マシンサイズの大型化に繋がり、装置の大型化や、消費電力の増大といった問題がある。
【００１４】
ところで、現在の中高速カラー複写機・複合機のカテゴリーに含まれるエンジンに求められるプロセススピードとしては、一般的には１５０ｍｍ／ｓｅｃ〜２５０ｍｍ／ｓｅｃ程度のスピードが求められる。そして、トランスフューズシステム（転写定着同時方式）に用いられる中間転写体（以下、トランスフューズベルトと記述する）は、多層構造となっており、例えば、基材（ポリイミド）と、中間層（シリコーンゴム）と、離型層（ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン））との３層構造により構成されている。この場合、画質面を考えると、中間層であるシリコーンゴムは低硬度でかつ膜厚はある程度の厚さ（３００μｍ以上）が要求される。このシリコーンゴムからなる弾性層は、記録紙の凹凸に対して、トランスフューズベルトが十分に追従してトナーを記録紙側に溶融転移させるために必須構成条件となる。このトランスフューズベルトに用いられる各々の材料は、全て熱伝導率は１Ｗ／ｍＫ以下と悪く、ベルト厚も上述したように総厚で４００μｍ以上必要である。このため、例えば、プロセススピード２５０ｍｍ／ｓｅｃ下における加熱方式（外部非接触加熱方式または内部加熱方式）を用いたトランスフューズ装置においては、トランスフューズベルト上のトナーを加熱したとしても、ベルトの熱伝導率の悪さ、加熱効率の悪さが原因となってトナーが記録紙に定着するほどに十分溶けることはなく、定着不良となってしまう。
【００１５】
これを解決するためには、ベルトの加熱面積を大きくする必要があり、外部非接触加熱の場合であれば、輻射加熱装置を大きくし、一方、内部加熱であれば、ヒータが内蔵されたベルトのバックアップローラの外径を大きくしたりすることで、ベルトにストレスを与えて屈曲させ、巻き掛け量を増やして、接触加熱面積を増やす必要がある。
【００１６】
そこで、これらの問題を解決し高速化に対応可能な画像形成装置として、トナー像担持体と対向する位置に中間転写ベルトを配設し、この中間転写ベルト上に転写されたトナー像に対し直接接触してトナーの溶融温度以上に加熱する加熱ローラを設け、この加熱ローラよりも下流側で加圧ローラにより記録紙を中間転写ベルトに押圧してトナー像を転写・定着するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。そして、この提案のものでは、中間転写体の表面自由エネルギーの大きな連続気泡シリコーンスポンジのスキン層を表層材として用い、中間転写体の表面自由エネルギーを加熱ローラの表面自由エネルギーより大きく設定して、中間転写体上で溶融したトナー像が加熱ローラの周面に付着するのを防止し、熱エネルギーを効果的に供給してトナー像の転写・定着を行うことができるようにしている。
【特許文献１】特開２００２−３６５９３４号公報
【特許文献２】特開平９−１１４２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところが、上記提案のものでは、中間転写体の表層材に表面自由エネルギーの大きな連続気泡シリコーンスポンジのスキン層を用いているが、これは、通常、カラー画質の光沢性を得る場合、表面粗さとしては、算術平均粗さＲａ＝０．６μｍ程度の表面粗さが要求されるのであるが、発泡層上に形成するスキン層の表面粗さとしては、算術平均粗さＲａ＝１０μｍ以上となってしまうため、十分な光沢を得ることができないといった画質上の問題がある。
【００１８】
また、別な問題としては、当該発明の構成として、トナー像担持体（感光体）に当接する形で中間転写ベルトを配設しているが、中間転写ベルトをシリコーンとした場合の問題点としてトナー像担持体汚染の問題があげられる。つまり、シリコーンゴム中にはトナー像担持体を汚染する低重合のシロキサンが含有されており、このシリコーンゴム中の低分子成分であるシロキサンは表層部分にブリードしてくるため、これがトナー像担持体に付着すると、その付着部分でシロキサンが固着してしまい、その付着部分での静電潜像が形成できなくなってしまうという問題が発生する。
【００１９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画質上において十分な光沢を得ることができ、かつトナー像担持体へのシロキサンの付着を防止して静電潜像を円滑に形成することができる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】
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明では、トナー像を形成するトナー像担持体と、このトナー像担持体に形成されたトナー像が転写され、所定方向に循環駆動される中間転写体と、この中間転写体の駆動経路上で直接接する方向から当接して該中間転写体上のトナー像を加熱溶融する加熱手段と、紙などの記録材に対し中間転写体上のトナー像を転写するとともに定着する加圧手段とを少なくとも備え、上記加熱手段の最外層に離型層を設け、その少なくとも一部にシリコーン層を含んでいる。
【００２１】
この特定事項により、中間転写材上に形成されたトナー像（トナー）に対しその駆動経路上で直接接する方向から加熱手段が当接して該中間転写体上のトナー像が加熱溶融されるので、紙などの記録材に対し加圧手段により中間転写体上のトナー像を転写するとともに定着する際の定着可能温度にてトナー像を円滑に溶融させることが可能となる。また、記録紙に転写定着する前に加熱手段によってトナーが十分溶融され、良好な定着画像を得ることが可能となる。しかも、加熱手段によってトナーが直接加熱されることにより、トナーの加熱効率が高く、高速化対応、省電力化を図ることも可能となる。加えて、中間転写材上のトナー像に対し直接接する方向から加熱手段が当接してトナー像が加熱溶融されることにより、トナーが圧力と熱とによって溶融され、中間転写体上で熱凝集したトナーがフィルミング化されて、カバレッジの優れた高濃度な画像を得ることが可能となる。
【００２２】
その場合、トナー像担持体に対し直接接触しない加熱手段の最外層が離型性の優れたシリコーン層で形成されているので、加熱手段側へのトナーの転移が防止されることになる。これにより、画質上において十分な光沢を得、かつ中間転写体上のトナー像を乱すことなく高画質な画像形成を行うことが可能となる。しかも、トナー像担持体へのシロキサンの付着を確実に防止して静電潜像を円滑に形成することが可能となる。
【００２３】
特に、加熱手段を特定するものとして、以下の構成が掲げられる。
【００２４】
つまり、加熱手段の表面層の一部に少なくとも弾性層を含んでいる。
【００２５】
この特定事項により、表面エネルギーの小さいシリコーン層で形成した加熱手段の最外層の下層に弾性層が付与されることによって、セルフストリッピング効果により加熱手段側へのトナーの転移がより確実に防止され、中間転写体上のトナー像を乱すことなくより高画質な画像形成を行うことが可能となる。
【００２６】
特に、中間転写体の表面層を特定するものとして、以下の構成が掲げられる。
【００２７】
つまり、中間転写体の表面層の少なくとも一部に、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルパーフルオロビニルエーテルの共重合体であるパーフルオロアルコキシ樹脂を含んでいる。
【００２８】
この特定事項により、中間転写体の最外層が表面エネルギーの小さいＰＦＡ樹脂で形成されているので、中間転写体上のトナー像を紙などの記録紙に転写する際のオフセットを無くすことが可能となる。また、ＰＦＡ樹脂とシリコーン層（加熱手段）とを比較した際、シリコーン層の方が離型性が高いため、中間転写体のトナーが加熱手段側に転移することを効果的に防止することが可能となる。
【００２９】
更に、加熱手段の表面層を特定するものとして、以下の構成が掲げられる。
【００３０】
つまり、加熱手段の表面層の少なくとも一部にシリコーンレジンを含みかつ焼付け処理によって得られるコート材により加熱手段の表面層を構成している。
【００３１】
この特定事項により、加熱手段の表層材として焼付け型のシリコーンレジンからなるコート層が用いられているので、低分子シロキサンのブリードが無くなり、加熱手段と当接する中間転写体に対する汚染を確実に防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
以上、要するに、トナー像担持体に対し非接触な加熱手段の最外層を離型性の優れたシリコーン層で形成することで、加熱手段側へのトナーの転移を防止し、画質上において十分な光沢を得、かつ中間転写体上のトナー像を乱すことなく高画質な画像形成を行うことができる。しかも、トナー像担持体へのシロキサンの付着を確実に防止して静電潜像を円滑に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。本実施例ではカラーレーザープリンタに本発明を適用した場合について説明する。
【００３４】
（カラーレーザープリンタの全体構成の説明）
図１は本実施例に係る画像形成装置としてのカラーレーザープリンタＡの内部構成の概略を示している。本カラーレーザープリンタＡは、外部（例えばパーソナルコンピュータ等の端末機器）から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録紙）に対して多色（フルカラー）画像や単色（モノクロ）画像を形成するものである。そして、図示するように、本カラーレーザープリンタＡは、露光ユニット１（１ａ〜１ｄ）、現像装置２（２ａ〜２ｄ）、トナー像担持体としての感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）、帯電器４（４ａ〜４ｄ）、クリーナユニット５（５ａ〜５ｄ）、トランスフューズユニット６、および用紙搬送路Ｓ等を備えて構成されている。
【００３５】
なお、本カラーレーザープリンタＡにおいて扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、露光ユニット１（１ａ〜１ｄ）、現像装置２（２ａ〜２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）、帯電器４（４ａ〜４ｄ）、クリーナユニット５（５ａ〜５ｄ）は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、図１では、それぞれａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに設定され、４つの画像形成ステーションＳＴａ〜ＳＴｄを構成している。
【００３６】
感光体ドラム３は、本カラーレーザープリンタＡの上部に配置（装着）され、後述する如く露光ユニット１からのレーザ光の照射によって画像データに応じた静電潜像が形成されるようになっている。
【００３７】
帯電器４は、感光体ドラム３の表面（感光体層）を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、接触タイプのローラ型やブラシ型の帯電器のほか、チャージャー型の帯電器が用いられることもある。
【００３８】
露光ユニット１は、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）で構成されている。この露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を、入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有している。
【００３９】
現像装置２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を各色（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナー（現像剤）により顕像化するものである。これら各色のトナーは、各画像ステーションＳＴａ〜ＳＴｄ毎の現像装置２ａ〜２ｄの現像槽（図示せず）内にそれぞれ収容されている。
【００４０】
クリーナユニット５は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。
【００４１】
トランスフューズユニット６は、各画像形成ステーションＳＴａ〜ＳＴｄの上方に配置されており、中間転写体としてのトランスフューズベルト６１、トランスフューズベルト駆動ローラ６２、トランスフューズベルト従動ローラ６３、転写ローラ６４（６４ａ〜６４ｄ）、およびトランスフューズベルトクリーニングユニット６５を備えている。トランスフューズベルト駆動ローラ６２、転写ローラ６４およびトランスフューズベルト従動ローラ６３には、トランスフューズベルト６１が架け渡され、トランスフューズベルト駆動ローラ６２の回転駆動に伴ってトランスフューズベルト６１を矢印ｚ方向に循環駆動させるようにしている。
【００４２】
また、トランスフューズベルト６１の駆動方向における第１画像形成ステーションＳＴａの下流側には、トランスフューズベルト駆動ローラ６２に対しトランスフューズベルト６１を挟んで加熱手段としての外部加熱ローラ６６が対向配置されている。この外部加熱ローラ６６は、トランスフューズベルト６１の駆動経路上で直接接する方向から当接して該トランスフューズベルト６１上のトナー像Ｔを加熱溶融するものであり、トランスフューズベルト駆動ローラ６２に対し加圧手段（図示せず）によって所定の圧力で圧接されている。また、外部加熱ローラ６６よりも下流側には、トランスフューズベルト駆動ローラ６２に対しトランスフューズベルト６１を挟んで加圧手段としての加圧ローラ６７が対向配置されている。この加圧ローラ６７は、記録紙Ｐに対しトランスフューズベルト６１上のトナー像Ｔを転写するとともに定着するものであり、トランスフューズベルト駆動ローラ６２に対し加圧手段（図示せず）によって所定の圧力で圧接されている。更に、トランスフューズベルトクリーニングユニット６５は、トランスフューズベルト従動ローラ６３に対しトランスフューズベルト６１を挟んで対向配置され、トランスフューズベルト従動ローラ６３に対し加圧手段（図示せず）により所定の圧力で押圧されたクリーニングブレード６５１を備えている。
【００４３】
転写ローラ６４（６４ａ〜６４ｄ）は、各画像形成ステーションＳＴａ〜ＳＴｄの感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）に対向するトランスフューズベルト６１の内面側に回転可能に配設された状態となっており、感光体ドラム３のトナー像Ｔをトランスフューズベルト６１上に転写するための転写バイアスが与えられている。
【００４４】
（トランスフューズユニットの説明）
トランスフューズベルト６１は、それぞれの感光体ドラム３に接触可能に設けられている。そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像Ｔをトランスフューズベルト６１に順次重ねて転写することによって、トランスフューズベルト６１上にカラーのトナー像Ｔ（多色トナーの合成像）が形成されるようになっている。このトランスフューズベルト６１は、周長５００ｍｍの長さを有し、図２に示すように、厚さ９０μｍのポリイミドよりなる基材６１１と、この基材６１１を覆う厚さ１ｍｍのシリコーンゴムよりなる弾性層６１２と、厚さ１０μｍのＰＦＡコート（表面粗さとして、算術平均粗さＲａ＝０．６μｍ以下）を施した表面層としての離型層６１３とでシームレスベルト構造に形成されてなる。この場合、離型層６１３を構成するＰＦＡコートは、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルパーフルオロビニルエーテルの共重合体であるパーフルオロアルコキシ樹脂を含んでいる。
【００４５】
トランスフューズベルト駆動ローラ６２は、直径３０ｍｍで肉厚０．５ｍｍの鉄製中空芯金６２１と、この鉄製中空芯金６２１の表面に被覆された厚さ１０μｍのフッ素ゴムからなる被覆層６２２とで構成されている。被覆層６２２は、トランスフューズベルト６１に対する駆動力を確保する目的で設けられている。トランスフューズベルト駆動ローラ６２には、トランスフューズベルト６１が約１８０°の巻き付け角で巻き掛けられている。
【００４６】
外部加熱ローラ６６は、中空芯金６６１の内部にハロゲンランプ６６２を有し、記録紙Ｐにトナーを定着させる加圧ローラ６７とトランスフューズベルト６１との定着ニップ部近傍上流側においてトランスフューズベルト６１に加圧当接して設けられている。この外部加熱ローラ６６の外周部分には、温度検知のためのサーミスタ６９ａが接触しており、外部加熱ローラ６６の表面温度を検知してハロゲンランプ６６２への通電のＯＮ−ＯＦＦを制御することで、外部加熱ローラ６１の表面温度を所定の温度（例えば１２５゜Ｃ）に維持するようになっている。そして、外部加熱ローラ６６表面温度を所定の温度に温調することで、トランスフューズベルト６１上のトナー像Ｔを直接接触加熱し、このトナー像Ｔをトランスフューズベルト６１上で一旦フィルミング化して、均一で溶融ムラの無い印刷ライクな画像形成が行えるようになっている。この場合、トランスフューズベルト６１の表層（離型層６１３）が表面エネルギーの小さいＰＦＡコートを施して形成されているが、従来方式のように非接触状態で加熱するのみであると、トナー像Ｔがトランスフューズベルト６１上で熱凝集してしまい、均一なフィルミング形成ができないという問題があるため、この熱凝集した状態でトナー像Ｔを記録紙Ｐに転写定着すると、白抜けや画像ムラといった画質劣化要因となるため、かかる点から、トナー像Ｔを外部加熱ローラ６６により圧接しながら加熱することにより、熱凝集後のトナー像Ｔを再度フィルミング化して均すことが可能となり、その問題が解決されるようにしている。
【００４７】
外部加熱ローラ６６は、トランスフューズベルト６１上に形成されたトナー像Ｔに接触して加熱溶融することから、トナーの付着やオフセットを生じさせない材質をコートすることが要求されており、上述の如くトランスフューズベルト６１の離型層６１３にＰＦＡコートを用いている関係上、基本的には、それよりも更に離型性が良く（表面エネルギーの小さい）、トナーの凝集力に対しても外部加熱ローラ６６への付着力を小さくしてトナーの付着転移を防ぐ必要があるため、外部加熱ローラ６６の表面層としてのコート材６６３としては、ゴム型シリコーン溶液が用いられている。これは、硬化皮膜の３次元架橋点がワニス型より少なく、硬化皮膜がゴム状弾性体となるもので、柔軟性のあるシリコーン皮膜を得ることが可能となる。このようなコート材６６３は、外部加熱ローラ６６の芯金６６１上に直接形成しても良いが、本実施例では、芯金６６１上に弾性層としてのシリコーンゴム６６４を形成した後、その上にコートしている。なお、別なコート材としては、少なくともシリコーンレジン（例えば、ＳＥ５０７０・ＳＲ２３１６（東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製）、ＹＥ５５０５・ＭＥ３５（ＧＥ東芝シリコーン(株)製）の何れか）を一部に含むコート材を適用してもよく、シリコーンレジンを一部に含むコート材においては、加熱などによりシリコーンを架橋、反応させて硬化皮膜の形で利用する、ワニス状の焼き付け型離型シリコーンを用いて行われる。これは、硬化皮膜が３次元架橋した硬い状態のシリコーンレジンを構成成分として用いるもので、これを用いることにより、特に表面にシリコーンオイルを塗布しなくても長期間の離型効果が得られる。そして、シリコーンレジンをコートする際は、原液のままか、あるいはシリコーンレジンをトルエン、キシレン、エチルベンゼンメチルエチルケトオキシムなどからなる溶剤で希釈したワニス液を外部加熱ローラ６６の芯金６６１に吹き付けて塗布したのち、１５０゜Ｃ〜２００゜Ｃ程度の温度で数時間の加熱処理による焼きつけを行えばよい。
【００４８】
また、外部加熱ローラ６６とトランスフューズベルト６１との線速は、両者の速度をほぼ同一か、外部加熱ローラ６６を若干早く設定することにより外部加熱ローラ２８へのトナー転移が抑制できることが判明しているため、外部加熱ローラ６６の速度をトランスフューズベルト６１の速度よりも＋１％早く設定している。この場合、許容範囲は、トランスフューズベルト６１の速度に対する外部加熱ローラ６６の速度が＋３％〜−１％の範囲である。これは、外部加熱ローラ６６とトランスフューズベルト６１との間の速度が同一になることにより、外部加熱ローラ６６とトランスフューズベルト６１との間で加熱されたトナー像Ｔの分断力が最小になるためであり、せん断歪によるせん断応力が働かないようにしてトナーの転移が防止される。また、トランスフューズベルト６１上のトナー像Ｔを外部加熱ローラ６６により乱すことも防止される。
【００４９】
加圧ローラ６７は直径１１ｍｍのステンレス製の芯金６７１の表面に厚さ０．８ｍｍのシリコーンゴムからなる弾性層６７２を設け、更にその上に厚さ３０μｍのＰＦＡチューブからなる離型層６７３を設けて構成されている。加圧ローラ６７は、トランスフューズベルト駆動ローラ６２に対しトランスフューズベルト６１を挟んで加圧手段によって７７Ｎの加圧力で押圧付勢されることにより定着ニップ部Ｎを形成している。この定着ニップ部Ｎの幅（定着ニップ幅）は１ｍｍに設定され、面圧としては、従来（面圧１３５ｋＰａ）のものに比べて２倍以上の３１０ｋＰａに設定されている。このように定着ニップ部Ｎでの面圧を高く設定することにより、記録紙Ｐの表面とトランスフューズベルト６１との密着性が向上し、溶融したトナー像Ｔの記録紙Ｐへのトランスフューズ性が確保されるようにしている。
【００５０】
また、加圧ローラ６７の芯金６７１内部には、ハロゲンランプ６７４が設けられており、離型層６７３には、温度検知のためのサーミスタ６９ｂが接触している。そして、加圧ローラ６７の表面温度をサーミスタ６９ｂで検知しハロゲンランプ６７４への通電のＯＮ−ＯＦＦを制御することで、加圧ローラ６７の表面温度を所定の温度（例えば１７０゜Ｃ）に維持するようにしている。これにより、定着ニップ部Ｎでの記録紙Ｐの通紙による温度落ち込みが最小限に抑えられ、良好な定着画像が得られるようにしている。
【００５１】
トランスフューズベルトクリーニングユニット６５のクリーニングブレード６５１は、トランスフューズベルト６１のトランスフューズベルト従動ローラ６３への巻き掛け部に当接しており、トランスフューズベルト６１上に残ったトナーや紙粉等をトランスフューズベルト６１上から回収するようにしている。
【００５２】
次に、カラーレーザープリンタＡによる画像形成動作について説明する。
【００５３】
先ず、トランスフューズベルト６１が停止しているウォームアップ状態で、外部加熱ローラ６６内のハロゲンランプ６６２および加圧ローラ６７内のハロゲンランプ６７４がＯＮとなり、外部加熱ローラ６６および加圧ローラ６７の表面を所定の温度に昇温させる。この場合、ウォームアップ状態でトランスフューズベルト６１を停止しておく理由としては、トランスフューズベルト６１に熱を奪われることにより外部加熱ローラ６６および加圧ローラ６７の立ち上がりが遅れるのを防止し、また加熱されたトランスフューズベルト６１により感光体ドラム３の温度が昇温するのを防止する２つの目的によるものである。また、トナー像Ｔを記録紙Ｐに定着するために必要な温度として、定着ニップ部Ｎの入口の直後位置での記録紙Ｐとトナー像Ｔとの界面温度が１２０゜Ｃ以上に昇温させておく必要がある。
【００５４】
そして、外部加熱ローラ６６のウォームアップが完了した後、外部加熱ローラ６６および加圧ローラ６７が回転駆動しトランスフューズベルト６１を周回させると同時に、第１ないし第４画像形成ステーションＳＴａ，ＳＴｂ，ＳＴｃ，ＳＴｄにより形成された各色トナー像Ｔがトランスフューズベルト６１上に順次転写される。転写されたトナー像Ｔは、１２５゜Ｃに維持された外部加熱ローラ６６からの熱により加熱溶融される。
【００５５】
その後、溶融したトナー像Ｔは、トランスフューズベルト６１の移動により加圧ローラ６７との対向位置（定着ニップ部Ｎ）に搬送され、この搬送タイミングに合わせてトランスフューズベルト６１と加圧ローラ６７との間の定着ニップ部Ｎに記録紙Ｐが送り込まれる。そして、記録紙Ｐが加圧ローラ６７で押圧されることにより、溶融トナー像Ｔが記録紙Ｐ上にトランスフューズされる。このとき、万一ジャム等の発生によりトナーがトランスフューズベルト６１の表面にオフセットした場合でも、定着ニップ部Ｎ下流側でトランスフューズベルト６１外周面に当接しているトランスフューズベルトクリーニングユニット６５のクリーニングブレード６５１によってトランスフューズベルト６１表面に付着したオフセットトナーや紙粉などがクリーニングされる。また、トランスフューズベルト６１は熱伝導率が悪く熱容量も大きい上、加熱の際に定着ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ６７および記録紙Ｐに熱を奪われ、更にその下流側の長い搬送区間における雰囲気中への放熱、並びにトランスフューズベルト従動ローラ６３との当接部においても熱を奪われるため、再び第４画像形成ステーションＳＴｄとの当接部に戻るまでに十分冷却され、感光体ドラム３の感光特性に影響を与えることはない。
【００５６】
このように、上記実施例では、トランスフューズベルト６１上に形成されたトナー像Ｔに対し直接接する方向から外部加熱ローラ６６が当接して該トランスフューズベルト６１上のトナー像Ｔが加熱溶融されるので、記録紙Ｐに対し加圧ローラ６７によりトランスフューズベルト６１上のトナー像Ｔを転写するとともに定着する際の定着可能温度にてトナー像Ｔを円滑に溶融させることができる。また、記録紙Ｐに転写定着する前に外部加熱ローラ６６によってトナー像Ｔが十分溶融され、良好な定着画像を得ることができる。しかも、外部加熱ローラ６６によってトナー像Ｔが直接加熱されることにより、トナー像Ｔの加熱効率が高く、高速化対応、省電力化を図ることもできる。加えて、トランスフューズベルト６１上のトナー像Ｔに対し直接接する方向から外部加熱ローラ６６が当接してトナー像Ｔが加熱溶融されることにより、トナー像Ｔが圧力と熱とによって溶融され、トランスフューズベルト６１上で熱凝集したトナー像Ｔがフィルミング化されて、カバレッジの優れた高濃度な画像を得ることができる。
【００５７】
その場合、感光体ドラム３に対し直接接触しない外部加熱ローラ６６の最外層が芯金６６１上にシリコーンゴム６６４を形成した上にコートされた離型性の優れた柔軟性のあるシリコーン皮膜よりなるコート材６６３でコートされているので、外部加熱ローラ６６側へのトナーの転移が防止されることになる。これにより、画質上において十分な光沢を得、かつトランスフューズベルト６１上のトナー像Ｔを乱すことなく高画質な画像形成を行うことができる。しかも、感光体ドラム３へのシロキサンの付着を確実に防止して静電潜像を円滑に形成することができる。
【００５８】
そして、外部加熱ローラ６６の最外層が芯金６６１上にシリコーンゴム６６４を形成した上にコート材６６３によってコートされていることにより、表面エネルギーの小さいシリコーン皮膜よりなるコート材６６３の下層にシリコーンゴム６６４が付与され、セルフストリッピング効果により外部加熱ローラ６６側へのトナーの転移がより確実に防止され、トランスフューズベルト６１上のトナー像Ｔを乱すことなくより高画質な画像形成を行うことができる。しかも、外部加熱ローラ６６の最外層がトランスフューズベルト６１よりも更に低硬度に調整されることになり、外部加熱ローラ６６の低表面エネルギーに加えて、弾性層（シリコーンゴム６６４）がもたらす反発作用によるセルフストリッピング効果が生じるため、外部加熱ローラ６６へのトナー転移を効果的に無くすことができる。
【００５９】
また、トランスフューズベルト６１の離型層６１３を構成するＰＦＡコートは、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルパーフルオロビニルエーテルの共重合体であるパーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ樹脂）により構成されているので、表面エネルギーの小さいＰＦＡ樹脂によって、トランスフューズベルト６１上のトナー像Ｔを記録紙Ｐに転写する際のオフセットを無くすことができる。更に、ＰＦＡ樹脂とシリコーン皮膜とを比較した際、シリコーン皮膜の方が離型性が高いため、トランスフューズベルト６１上のトナー像Ｔが外部加熱ローラ６６側に転移することを効果的に防止することができる。
【００６０】
そして、外部加熱ローラ６６のコート材として、少なくともシリコーンレジン、ＹＥ５５０５・ＭＥ３５を一部に含むコート材が適用されている場合には、シリコーンレジンをコートする際に原液のままか、あるいはシリコーンレジンをトルエン、キシレン、エチルベンゼンメチルエチルケトオキシムなどからなる溶剤で希釈したワニス液を外部加熱ローラ６６の芯金６６１に吹き付けて塗布してから１５０゜Ｃ〜２００゜Ｃ程度の温度で数時間の加熱処理による焼きつけが行われるが、低分子シロキサンのブリードが無くなり、外部加熱ローラ６６と当接するトランスフューズベルト６１に対する汚染を確実に防止することができる。
【００６１】
また、トランスフューズベルト６１上に形成されたトナー像Ｔに対し直接接する方向から外部加熱ローラ６６が当接して該トランスフューズベルト６１上のトナー像Ｔが加熱溶融されることにより、トランスフューズベルト駆動ローラの内部にハロゲンランプを設けてトランスフューズベルトを内部から加熱するようにした内部加熱方式のもののように、トランスフューズベルトの熱追従性を考慮して予めある一定温度以上にトランスフューズベルト６１を予熱させておく必要がない。そのため、装置構成、プロセススピードにもよるものの、内部加熱方式のものでは予熱を行うことによりウォームアップ時間で２００秒以上掛かるとした場合に、トランスフューズベルトの加熱のための接触面積も大きくする必要があり、実験結果では、温度の影響を受けやすい感光体ドラムを８０゜Ｃ以上に昇温させてしまうことになるが、本実施例のようにトナー像Ｔに対し直接接する方向からトランスフューズベルト６１上のトナー像Ｔを加熱溶融すれば、トランスフューズベルト６１の予熱を行う必要が無くなってトランスフューズベルト６１上のトナー像Ｔの加熱温度も１２０゜Ｃ近傍の低い温度で加熱するだけで十分な定着性を得ることができ、また、外部加熱ローラ６６とトランスフューズベルト６１の接触幅も１〜４ｍｍ程度となり、必要以上にトランスフューズベルト６１を加熱することが無くなるので感光体ドラム３の昇温温度も４８゜Ｃ以下に抑えることができる。
【００６２】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その他種種の変形例を包含している。例えば、上記実施例では、本発明の画像形成装置をカラーレーザープリンタに適用した場合について述べたが、これに限定されるものではなく、モノクロレーザープリンタなどのモノクロ画像形成装置や、カラー複写機として構成された画像形成装置や、複数の機能を備えた複合機として構成された画像形成装置にも適用できることは言うまでもない。
【００６３】
また、上記実施例においては、中間転写体としてトランスフューズベルトを使用した場合について述べたが、ベルト形状のものに限定されるものではなく、例えばドラム形状のものを適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施例に係るカラーレーザープリンタの内部構成を示す図である。
【図２】トランスフューズベルト駆動ローラ付近を詳細に示す図である。
【図３】トランスフューズ画像形成方法においてトナーに作用する力を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１      カラーレーザープリンタ（画像形成装置）
３（３ａ〜３ｄ）
感光体ドラム（トナー像担持体）
６１    トランスフューズベルト（中間転写体）
６１３  離型層（表面層）
６６    外部加熱ローラ（加熱手段）
６６３  コート材（離型層、表面層）
６６４  シリコーンゴム（弾性層）
６７    加圧ローラ（加圧手段）
Ｐ      記録紙（記録材）
Ｔ      トナー像
【図１】
2006084567.tif 000003
【図２】
2006084567.tif 000004
【図３】
2006084567.tif 000005