(57)【要約】【課題】マイクログロスむらの発生を容易に抑制することができ、かかるマイクロゴロスむらのない高画質な画像の形成が可能な画像形成装置等を提供する。【解決手段】作像手段１と、未定着のトナー像２Ａを担持する像担持ベルト３Ａと、像担持ベルト３Ａ等を加熱する加熱手段４Ａと、像担持ベルト３Ａをトナー像２Ａが介在するように記録用紙９と重ね合わせた状態で加圧する加圧部ＰＮを有する加圧手段５Ａと、加圧部ＰＮを通過した後の像担持ベルト３Ａと記録用紙９を重ね合わせたままの状態で冷却する冷却手段６Ａと、この冷却手段６Ａを通過した後の記録用紙９をベルト３Ａから剥離させる剥離部７Ａとを備えた画像形成装置において、像担持ベルト３Ａの冷却手段６Ａに進入する前の温度をＴ１（℃）、その冷却手段６Ａを通過した後の温度をＴ２（℃）とした場合、特定の条件式（Ｔ２≦−１．４２・Ｔ１＋２６０）を満たすように構成した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーからなる像を形成する作像手段と、この作像手段で形成された未定着のトナー像を外周面に担持して張架状態で回転する像担持ベルトと、この像担持ベルト上のトナー像を加熱する加熱手段と、この加熱手段で加熱される像担持ベルトを前記トナー像が介在するように記録用紙と重ね合わせた状態で加圧する加圧部を有する加圧手段と、この加圧手段の加圧部を通過した後の像担持ベルトと記録用紙を重ね合わせたままの状態で冷却する冷却手段と、この冷却手段を通過した後の記録用紙をトナー像とともに前記像担持ベルトから剥離させる剥離部とを備えた画像形成装置において、
前記像担持ベルトの前記冷却手段に進入する前の温度をＴ１（℃）、その冷却手段を通過した後の温度をＴ２（℃）とした場合、以下の条件式
Ｔ２≦−１．４２・Ｔ１＋２６０
を満たすように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加圧部から剥離部までの間の像担持ベルトの移動所要時間が０．５４秒以上になるよう設定されている請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
張架状態で回転する定着ベルトと、この定着ベルトを加熱する加熱手段と、この加熱手段で加熱される定着ベルトを未定着のトナー像が担持された記録用紙とそのトナー像担持面側で重ね合わせた状態で加圧する加圧部を有する加圧手段と、この加圧手段の加圧部を通過した後の定着ベルトと記録用紙を重ね合わせたままの状態で冷却する冷却手段と、この冷却手段を通過した後の記録用紙をトナー像とともに定着ベルトから剥離させる剥離部とを備えた定着装置において、
前記定着ベルトの前記冷却手段に進入する前の温度をＴ１（℃）、その冷却手段を通過した後の温度をＴ２（℃）とした場合、以下の条件式
Ｔ２≦−１．４２・Ｔ１＋２６０
を満たすように構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
前記加圧部から剥離部までの間の定着ベルトの移動所要時間が０．５４秒以上になるよう設定されている請求項３に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナーからなる画像を形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等に使用される画像形成装置および定着装置に係り、特に、回転する無端状の像担持ベルトや定着ベルトにトナー像を挟んだ状態で記録用紙を密着させたままで冷却した後に記録用紙をトナー像とともにそれら各ベルトから剥離する方式を採用する画像形成装置および定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式等により画像情報に応じたトナー像を形成し、その未定着のトナー像を担持して張架状態で回転する中間転写ベルト等の像担持ベルトに転写して担持させた後、その像担持ベルトに対して記録用紙を重ね合わせて加熱加圧し、しかも、その像担持ベルトと記録用紙とを重ね合わせたままで冷却することにより、そのベルトと用紙間に挟まれた状態のトナー像を固化するとともに記録用紙に転写定着し、最後に、像担持ベルトから記録用紙をトナー像とともに剥離する方式の画像形成装置が提案されている。
【０００３】
また、このような方式に似た定着装置として、張架状態で回転する定着ベルトに未定着のトナー像を担持する記録用紙とを重ね合わせたままで冷却することにより、そのベルトと用紙間に挟まれた状態のトナー像を固化するとともに記録用紙に定着し、最後に、定着ベルトから記録用紙をトナー像とともに剥離する方式の定着装置も提案されている。
【０００４】
このような画像形成装置および定着装置では、特に、その像担持ベルトまたは定着ベルトの平滑面にそってトナー像が固化するため、均質な光沢感をもちかつトナーの透明性に優れた高画質の画像が得られるという利点がある。その反面で、画像の乱れはないものの、ピッチが０．３〜２ｍｍ程度の微小な光沢の不均一現象、いわゆる「マイクログロスむら」が発生することがある。
【０００５】
そこで、本出願人は、かかるマイクログロスむらの発生のない高画質な画像の形成を可能にするための画像形成装置および定着装置について提案をしている（特許文献１）。
【０００６】
すなわち、その画像形成装置および定着装置は、基本的には、像担持ベルトや定着ベルトに密着された状態で冷却された後の記録用紙がトナー像とともにそれら各ベルトから剥離される剥離部における温度での各ベルトとトナー像のトナーとの付着力が特定の値となるように、当該各ベルトの表面付着力をそれぞれ調整したものである。また、マイクログロスむら等の発生を防止する観点から、像担持ベルトまたは定着ベルトに記録用紙を重ねて加熱加圧する際、その加熱加圧を実現するための加熱ロールとそれに圧接してニップ部を形成する加圧ロールとの各外径と、その各ロールの表面層の材料および厚さを、そのニップ部が平板状となるように設定したものでもある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１３２０７５号公報
【特許文献２】特開２００１−１００５３７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案の画像形成装置および定着装置であっても、マイクログロスむらが発生することがある。特に、その加熱ロールと加圧ロールのニップ部を平板状となるように構成した場合でも、マイクログロスむらの発生原因にもなる用紙のしわの発生を有効に防止できるものの、像担持ベルトや定着ベルトの前記冷却部の進入前および通過した後の温度を種々変化させると、程度の異なるマイクログロスむらが発生することがある。
【０００９】
また、上記提案の画像形成装置および定着装置では、像担持ベルトの表面層の硬さ、厚みおよび加熱ロール等とのニップ部の幅を適切な範囲に設定する必要があるが、かかる各条件については生産性や画質等の要求内容によって制約されることが多いため、場合によってはマイクログロスむらの発生防止に適した条件に設定することが難しいことがある。この結果、マイクログロスむらの防止効果を十二分に発揮させることができないこともある。
【００１０】
本発明は、上記提案の画像形成装置および定着装置とは異なる観点からマイクログロスむらの発生を容易に抑制することができ、かかるマイクロゴロスむらのない高画質な画像の形成が可能な画像形成装置および定着装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意研究した結果、像担持ベルトまたは定着ベルトを用いる画像形成装置および定着装置の当該各ベルトの加圧手段を通過してから剥離部に至るまでにおける温度分布を適宜調整するように構成することで上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
ちなみに、本出願人は、像担持ベルト（中間転写ベルト）にトナー像を挟んだ状態で記録用紙を重ね合わせて加熱加圧した後にその記録用紙などを冷却する冷却手段を配した画像形成装置として、その中間転写ベルトと記録用紙の間に挟まれたトナー像を構成するトナーのガラス転移点温度ＴｇがＴｇ＋１０℃よりも低い温度にまでそのトナー像を冷却した後に剥離するように構成した画像形成装置について提案をしている（特許文献２）。
【００１３】
しかし、この提案の画像形成装置は、特に記録用紙としての薄紙を中間転写  ベルトから確実に剥離させることを目的としたもので、上記温度条件についても剥離部に達する直前のトナーの温度を特定したものにすぎない。したがって、かかる画像形成装置は、前述したようなマイクログロスむらの発生を防止するためのものではない。
【００１４】
本発明の画像形成装置は、図１に概念的に例示するように、トナーからなる像を形成する作像手段１と、この作像手段１で形成された未定着のトナー像２Ａを外周面に担持して張架状態で回転する像担持ベルト３Ａと、この像担持ベルト３Ａ上のトナー像２Ａを加熱する加熱手段４Ａと、この加熱手段４Ａで加熱される像担持ベルト３Ａを前記トナー像２Ａが介在するように記録用紙９と重ね合わせた状態で加圧する加圧部ＰＮを有する加圧手段５Ａと、この加圧手段５Ａの加圧部ＰＮを通過した後の像担持ベルト３Ａと記録用紙９を重ね合わせたままの状態で冷却する冷却手段６Ａと、この冷却手段６Ａを通過した後の記録用紙９をトナー像２Ａとともに前記像担持ベルト３Ａから剥離させる剥離部７Ａとを備えた画像形成装置において、前記像担持ベルト３Ａの前記冷却手段６Ａに進入する前の温度をＴ１（℃）、その冷却手段６Ａを通過した後の温度をＴ２（℃）とした場合、以下の条件式
Ｔ２≦−１．４２・Ｔ１＋２６０
を満たすように構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
一方、本発明の定着装置は、同じく図１に概念的に例示するように、張架状態で回転する定着ベルト３Ｂと、この定着ベルト３Ｂを加熱する加熱手段４Ｂと、この加熱手段４Ｂで加熱される定着ベルト３Ｂを未定着のトナー像２Ｂが担持された記録用紙９とそのトナー像担持面側で重ね合わせた状態で加圧する加圧部ＰＮを有する加圧手段５Ｂと、この加圧手段５Ａの加圧部ＰＮを通過した後の定着ベルト３Ｂと記録用紙９を重ね合わせたままの状態で冷却する冷却手段６Ｂと、この冷却手段６Ｂを通過した後の記録用紙９をトナー像２Ｂとともに前記定着ベルト３Ｂから剥離させる剥離部７Ｂとを備えた定着装置において、前記像担持ベルト３Ｂの前記冷却手段６Ｂに進入する前の温度をＴ１（℃）、その冷却手段６Ｂを通過した後の温度をＴ２（℃）とした場合、以下の条件式
Ｔ２≦−１．４２・Ｔ１＋２６０
を満たすように構成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、この画像形成装置および定着装置においては、前記加圧部ＰＮから剥離部７Ａ，７Ｂまでの間の像担持ベルト３Ａまたは定着ベルト３Ｂの移動所要時間が０．５４秒以上になるよう設定するとよい。これにより、画像面の光沢感が不足することのない安定した画質を得ることができるようになる。
【００１７】
ここで、像担持ベルト３Ａおよび定着ベルト３Ｂの冷却手段６Ｂに進入する前とは、加圧手段５Ａ，５Ｂの加圧部ＰＮから、加圧部ＰＮと剥離部７Ａ，７Ｂとの中央部分までの間におけるベルト部分３ｉｎをいう。また、その各ベルト３Ａ，３Ｂの冷却手段６Ｂを通過した後とは、上記中央部分から剥離部７Ａ，７Ｂまでの間におけるベルト部分３ｏｕｔをいう。また、像担持ベルト３Ａおよび定着ベルト３Ｂの上記温度Ｔ１，Ｔ２は、各ベルトの表面温度のことである。そして、この温度Ｔ１，Ｔ２は以下のようにして測定する。すなわち、非接触放射温度計を像担持ベルト３Ａまたは定着ベルト３Ｂにおける上記ベルト部分３ｉｎおよび３ｏｕｔの位置にそれぞれ配置してそのベルト表面温度を測定する。
【００１８】
そして、上記条件式は、後述するように像担持ベルト３Ａや定着ベルト３Ｂにおける上記各温度Ｔ１，Ｔ２を種々変更して画像形成や定着を行ったときのマイクログロスむらの発生の有無を調べ、その発生しない温度領域を求めることにより得られたものである。なお、上記各条件式（Ｔ２≦−１．４２・Ｔ１＋２６０）はいずれも、例えばＴ２≦−１．４２・Ｔ１＋２７０であってもよい。
【００１９】
また、画像形成装置および定着装置において上記条件式を満たすようにするためには、主に、加熱段４Ａ，４Ｂの加熱温度と、冷却手段６Ａ，６Ｂの冷却温度を適宜調整すればよい。
【００２０】
また、上記作像手段１は、トナー（静電潜像を現像するための着色等を施した微粉体）からなる像（トナー像）を形成し、そのトナー像を像担持ベルト３Ａに担持させ得るものであればよい。電子写真方式等を利用した作像装置として構成することができる。
【００２１】
上記像担持ベルト３Ａは、例えば中間転写ベルト、感光ベルト等のトナー像を担持し得る無端状のベルトであり、複数の支持ロールに所定の張力でもって張架された状態で回転して循環移動するものである。像担持ベルト３Ａが中間転写ベルトである場合には、作像手段１で画像情報に応じてトナー像を像担持体に形成した後、その作像手段１の像担持体からトナー像が中間転写ベルトに転写されることになる。また、感光ベルトである場合には、作像手段１がその感光ベルト上に画像情報に応じたトナー像を直接形成することになる。
【００２２】
上記加熱手段４Ａは、像担持ベルト３Ａ上のトナー像２Ａを例えば転写定着に適した溶融状態になるまで加熱できるものであればよく、また、この加熱手段４Ｂは、定着ベルト３Ｂを定着温度に近い温度になるまで加熱できるものであればよい。これらの加熱手段４Ａ，４Ｂはいずれも、通常は像担持ベルト３Ａまたは定着ベルト３Ｂの内周面側に設置されるが、必要であればその外周面側に設置してもよい。この加熱手段４は、加圧手段５Ａ，５Ｂの加圧部ＰＮよりもベルト回転方向上流側に近傍位置に配置することが好ましいが、加圧手段５に組み込むようにしたり、あるいは、その上流側位置に配置するとともに加圧手段５に組み込むようにしてもよい。
【００２３】
上記加圧手段５Ａ，５Ｂは、特に制約されるものではなく、例えば図示するようにベルト３を挟んで圧接するように設置される１対の加圧ロールにて構成される。上記冷却手段６Ａ，６Ｂは、上記したような冷却を行って像担持ベルト３Ａまたは定着ベルト３Ｂと記録用紙９の間にあるトナー像２Ａ（２Ｂ）を冷却固化させることができるものであればよく、自然冷却する構成のものであってもよいが、好ましくは強制的（人工的に）に冷却する構成のものがよい。また、冷却手段６Ａ，６Ｂには、その冷却度合いを調整する冷却調整手段を設けるとよい。この冷却調整手段としては、冷却手段６Ａ，６Ｂの冷却性能を調整するものや、その冷却性能は変更せず逆に加熱などを行うことで調整するものなどが使用される。また、その冷却調整手段は、像担持ベルト３Ａや定着ベルト３Ｂの回転方向の上流側端部および下流側端部の一方または双方における冷却度合いを調整するように構成するとよい。
【００２４】
上記剥離部７Ａ，７Ｂは、上記したような記録用紙９のベルト３からの剥離を実現できるものであればよい。その剥離部７としては、例えば、ベルト３を比較的小径のベルト支持部材にて支持することにより曲率半径の比較的小さい湾曲状態で走行させ、その湾曲状態のベルト部分で記録用紙がそれ自身の腰の強さによりベルトから分離して進行しようとする作用（いわゆるセルフストリッピング）を発揮させる構成とすればよい。記録用紙９は、トナー像の転写定着または定着が可能なものであればよく、例えば、塗工紙を含む各種の用紙、ＯＨＰシート、厚紙等である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
《実施の形態１》
図２は、本発明の実施の形態１に係るカラー画像形成装置の要部を示すものである。
【００２６】
このカラー画像形成装置は、その本体１００内に、主に、電子写真方式により画像情報に基づくイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色成分のトナー像をそれぞれ形成する４つの作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、この各作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで形成される各トナー像が転写される中間転写ベルト２０と、この中間転写ベルト２０上のトナー像を加熱する加熱板２５と、この加熱板２５を通過した後の中間転写ベルト２０を挟むような状態で対向して圧接配置される一対の加圧ロール３１、３２と、中間転写ベルト２０等を冷却する冷却装置３５と、この冷却装置３５の冷却度合いを調整する冷却調整装置３６、３７、複数枚の記録用紙９を収容して１枚ずつ中間転写ベルト２０と加圧ロール３２とのニップ部ＰＮに向けて送出供給する用紙トレイ４５等が装備されたものである。図中の矢付一点鎖線は記録用紙９の搬送経路を示す。
【００２７】
上記作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、そのいずれも同様の構成からなるものである。すなわち、各作像ユニット１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、矢印Ａ方向に所定の速度で回転駆動する感光ドラム１１と、この感光ドラム１１の表面を一様に帯電する帯電装置１２と、この帯電装置１２にて帯電された感光ドラム１１の表面に画像情報に対応した光Ｈを露光して静電潜像を形成する潜像形成装置１３と、この潜像形成装置１３にて形成された感光ドラム１１上の静電潜像を所定の色のトナーを供給して現像する現像装置１４と、感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト２０に転写する一次転写装置１５とでその主要部が構成されている。
【００２８】
このうち、感光ドラム１１は、無機感光材料又は有機感光材料からなる感光層をドラム状回転体の外周面に配置させるように形成したものである。帯電装置１２としては、コロナ放電器のような非接触式のものや、帯電ロール等の接触部材を感光ドラムに接触させて帯電する接触式の帯電装置が使用される。
【００２９】
潜像形成装置１３は、半導体レーザや発光ダイオード等の光源から画像情報の処理信号に応じて変調されて発する光Ｈを、走査光学系を介して感光ドラム１１上に走査露光するように構成されるものである。本例では、画像情報の濃度信号に応じて光ビームパルス幅変調装置によってオンオフされる光ビーム走査装置（ＲＯＳ）を使用している。また、その走査露光に際しては、光ビームＨの径を４５μｍとし、線数２００本／インチの垂直万線のスクリーンを用いて行った。画像情報は、ホストコンピュータ等の外部接続機器や情報記憶媒体から入力されて画像処理された後のものや、原稿読取装置から入力されて画像処理された後のものが使用される。
【００３０】
現像装置１４は、通常二成分現像装置が使用されるが、可能であれば一成分現像装置を使用しても構わない。一次転写器１５としては、コロナ放電器のような非接触式のものや、転写ロール等の接触部材を使用する接触式のものが使用される。
【００３１】
上記中間転写ベルト２０は、回転駆動する駆動ロール２１と加圧ロール３１と、従動回転してベルト２０を支持する複数の支持ロール２２ａ〜２２ｄ等に張架されるとともに、一部の区間で前記各作像ユニット１０の感光ドラム１１の転写位置に接触して通過するような状態で矢印Ｂ方向に回転するように配置されている。
【００３２】
支持ロール２２ｂは、半径が比較的小さい小径ロールであり、このロールに張架された中間転写ベルト２０から記録用紙９を剥離させる剥離部を構成するものである、また、支持ロール２２ｃは中間転写ベルト２０を所定の張力で張架するためのテンションロール、支持ロール２２ｄは中間転写ベルト２０の加圧ロール３１に対するラップ量を調整するためのラップ調整ロールである。
【００３３】
中間転写ベルト２０としては、ベルト基材に表面層を形成した２層構造のものが使用される。ベルト基材としては、厚さが１０〜３００μｍ程度の耐熱性に優れたものが使用可能である。また、表面層としては、例えば、転写定着を行うときにトナー像を挟んで中間転写ベルト２０と用紙９との密着性を良くするためにシリコーン共重合体からなる層を形成している。シリコーン共重合体は、弾性をもちその表面が常温でトナーに対して粘着性を示し、さらに溶融したトナーを剥離しやすい特性を有するため用紙９に効率的に移行させることができる。また、この表面層は、感光ドラム１１上のトナー像が効率よく中間転写ベルト２０に転写されるようにする観点から、その体積抵抗率が１０１４Ωｃｍ程度となるように調整するとよい。
【００３４】
この例では、ベルト基材として、例えばカーボンブラックを添加した厚さ５０μｍのポリイミドフィルムであって、トナー像の感光ドラム１１から中間転写ベルト２０に静電的に画像乱れなく良好に一次転写されるようにするため体積抵抗率が１０１０Ωｃｍ程度となるように調整されたものを使用している。その表面層として、特にゴム硬度が４７度のシリコーン共重合体（東レダウシリコーン製：ＤＸ３５−５４７Ａ／Ｂ）からなる厚さ８０μｍの樹脂層を形成している。
【００３５】
また、中間転写ベルト２０は、テンションロールである支持ロール２２ｃによりベルト１ｍ当たり１４．７ｋｇｆ（１４４．１Ｎ）となる張力で張架した。さらに、中間転写ベルト２０は、４００ｍｍ／ｓｅｃのプロセス速度となるように回転駆動させるように設定した。
【００３６】
加熱板２５は、厚さ２ｍｍで中間転写ベルト２０の回転方向の長さが２２０ｍｍの湾曲したアルミニウム放熱板の裏面全面にシリコンラバーヒータを取り付けたものであり、そのアルミニウム板がベルト内周面に接触した状態で設置されている。この加熱板２５による加熱温度は、中間転写ベルト２０上のトナー像が加圧ロールのニップ部ＰＮに達するまでの間にそのトナーの溶融温度以上に加熱されるように設定しかつ制御される。加熱板２５としては、この他にもセラミックヒータなどが使用可能である。
【００３７】
加圧ロール３１、３２は、金属ロール上にシリコーンゴム等の耐熱弾性層を被覆したものが使用される。この例では、アルミニウムの中空ロールにゴム硬度４５度のシリコーンゴムを厚さ３ｍｍで積層して外径が５０ｍｍのロールとしたものを使用している。また、この加圧ロール３１、３２の外径、弾性層の硬度及び厚さ等については、両ロールの圧接している部位で形成される加圧部（ニップ部）ＰＮが平板状になるように選定し、しかもニップ部ＰＮの幅（ロール回転方向の長さ寸法）が所望の値以上になるように荷重を調整している。この２本の加圧ロール３１、３２の一方または双方のロール内部にハロゲンランプ等の加熱源を配置してもよい。この例では、その双方に配置している。
【００３８】
冷却装置３５は、厚さ２ｍｍ、ベルト回転方向の長さが３００ｍｍ、ベルト幅よりも広い寸法からなるアルミニウム板（冷却板）を中間転写ベルト２０のニップ部ＰＮとベルト支持ロール２２ｂとの間となる内周面に接触させるようにして配置したものである。この冷却装置３５は、中間転写ベルト２０上のトナーを所定の温度になるまで適宜冷却するように設定されている。この例では、ニップ部ＰＮからベルト支持ロール２２ｂで支持される６０部分である用紙剥離部（ＱＮ）までの長さを４８４ｍｍに設定した。
【００３９】
冷却調整装置３６、３７は、シリコンラバーヒータからなるものであり、冷却装置３５のアルミニウム板のベルト回転方向上流側および下流側となる部位にベルトの幅方向にわたって配置されている。これにより、冷却装置３５である冷却板に進入する前の中間転写ベルト２０部分の表面温度Ｔ１とその冷却板を通過した後の中間転写ベルト２０部分の表面温度Ｔ２とが後述する所定の条件式を満たす温度となるように加熱（場合によっては冷却）動作して冷却装置３５の冷却度合いを調整するように設定されている。なお、上記冷却調整装置３６、３７については、その調整すべき温度の設定に応じてそれに適した適切な手段で構成すればよく、例えば、冷却調整装置３６をシリコンラバーヒータとする一方で、冷却調整装置３７を冷却ファンにしても構わない。
【００４０】
このようなカラー画像形成装置による画像形成は、次のようにして行われる。
【００４１】
まず、各作像ユニット１０において、矢印Ａ方向に回転する感光ドラム１１が、帯電装置１２によって所望の帯電電位となるように一様に帯電された後、その帯電表面に潜像形成装置１３から色分解された画像データに応じた光（例えばレーザビーム）Ｈが走査露光されることによって所望の潜像電位からなる静電潜像が形成され、しかる後、その潜像が現像装置１４から供給される所定の色成分のトナーにより現像される。このような作像プロセスが前記４色分だけ同様に繰り返されることにより、各感光ドラム１１上にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が個別に順次形成される。その後、各感光ドラム１１上の４色のトナー像は、一次転写部において一次転写装置１５の静電的な転写作用により中間転写ベルト２０の表面に重ね合わせられるようにして順次一次転写される。
【００４２】
次いで、中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像は、そのベルト２０の回転移動に伴って搬送され、はじめに加熱板２５を通過する際に加熱溶融される。この溶融されたトナーは、加圧ロール３１に支持される中間転写ベルト２０と加圧ロール３２との間で形成されるニップ部ＰＮにおいて、収容トレイ４５から用紙搬送ロール４６、レジストロール４７等を介して所定のタイミングで供給される記録用紙９と重ね合わせられて（加熱）加圧される。
【００４３】
トナー像を挟んで中間転写ベルト２０に重ね合わせられた用紙９は、用紙支持ベルト４０に支持されて中間転写ベルト２０に密接した状態に保たれながら冷却調整装置３６、３７を備えた冷却装置３５を通過することによりトナー像と共々冷却される。この冷却装置３５を通過した後の用紙９は、支持ロール２２ｂにおける剥離部において中間転写ベルト２０からトナー像とともに剥離される。これにより、中間転写ベルト２０上のトナー像が記録用紙９に転写定着される。この中間転写ベルト２０から剥離された用紙９は、用紙搬送装置４８等を介して本体１００の外部にある排出トレイ４９に排出される。
【００４４】
このようにして記録用紙に定着トナー像からなる画像が形成される。この画像は、中間転写ベルト２０の表面にならい平滑化されて光沢感に富む画像として得られる。その画像の光沢は、後述する条件を満たすように構成することでマイクログロスむらのない均一なものとなる。
【００４５】
次に、このカラー画像形成装置を用いて行った試験について説明する。
【００４６】
＜試験１＞
試験１は、後述する実験条件下で所定のテスト画像形成を行い、得られる各画像におけるマイクログロスむらの発生状況について後述するように調べた。詳しくは、中間転写ベルト２０の冷却装置３５の冷却板に進入する前の温度Ｔ１とそれを通過した後の温度Ｔ２を種々変更させたときのマイクログロスむらの発生状況を調べた。
【００４７】
この試験１では、トナーとして、前記各４色の各色素を含有させたポリエステルのバイダー樹脂からなる平均粒径５μｍのトナーを使用した。このトナーは、図３に示すような粘度特性を示すものである。図３に示すトナーの粘度特性は、島津製作所（株）製のフローテスター（ＣＦＴ５００Ｃ）を用い、その開始温度７０℃、最高温度１５０℃、昇温速度３℃／ｍｉｎ、予熱時間３００ｓｅｃ、シリンダー圧力１０ｋｇｆ／ｃｍ２、およびダイ寸法１．０ｍｍ×１．０ｍｍとした条件で測定したものである。そして、この各色トナーの記録用紙上での量は、その色素の含有量により０．３〜０．６ｍｇ／ｃｍ２程度となるように前記像露光条件や現像条件を設定した。試験では、このトナー量を各色とも０．４５ｍｇ／ｃｍ２に設定した。
【００４８】
記録用紙９としては、片面がコートされている富士ゼロックス製のＪコート紙を用いた。このＪコート紙の通気度は５７５秒、坪量は９２．９ｇ／ｍ２であった。
【００４９】
そして、この試験１における画像形成は、上記トナーおよび記録用紙を用いるとともに、図４に示すように画像形成装置における加熱板２５の加熱温度、加圧ロール３１の温度、中間転写ベルト２０の冷却装置３５の冷却板に進入する前の温度Ｔ１とそれを通過した後の温度Ｔ２となるような条件（実験条件１〜２７）にそれぞれ調整設定したうえで行った。ちなみに、中間転写ベルト２０を含むプロセススピードは４００ｍｍ／ｓｅｃに設定した。また、そのときの加圧部ＰＮから剥離部までのベルト回転移動所要時間はいずれも１．２秒である。なお、この試験では加熱ロール３１、３２に加熱ヒータを設置している。このため、上記加熱ロール３１の温度はその加熱設定温度になる。
【００５０】
上記マイクログロスむらの発生状況については、そのマイクログロスむらに相当する微小な光沢むらが認識されるか否かの官能試験を無作為に選んだ２０人に対して行い、そのときの結果を以下の基準で評価した。
○：認識できないことはないが、ほとんど気にならないレベルにある場合。
△：認識でき、気になるレベルにある場合。
×：認識でき、非常に気になるレベルにある場合。
【００５１】
結果を図４に併せて示す。この結果から、加熱板や加圧ロールにおける温度の条件の違いに比べ、中間転写ベルト２０の冷却板進入前の温度Ｔ１とそれを通過後の温度Ｔ２との条件の違いにより、マイクログロスむらが発生したり、しなかったりする傾向にあることがわかる。
【００５２】
そこで、このときのマイクログロスむら発生状況に関する結果（黒塗りの丸）を、冷却板進入前の温度Ｔ１とそれを通過後の温度Ｔ２とを横軸および縦軸にとったグラフ（図５）として表した。図中の括弧書きで示す記号○、△、×は各結果の上記評価を示すものである。
【００５３】
図５の結果から、評価結果が「△」から「○」に推移する許容ラインが直線回帰と相関することがわかる。そして、このときの回帰式は、「Ｔ２≦−１．４２・Ｔ１＋２６０」となる。図５中の右下がりの直線が回帰直線を示し、その直線から左側に位置する領域がマイクログロスむらの発生を抑制するために必要な温度条件の範囲となる。また、このときの相関係数は０．９９となり「１」に近い値となるため強い相関があることが確認された。なお、この試験結果から判断した場合、Ｔ２≦−１．４２・Ｔ１＋２７０の範囲に条件設定した場合でも良い結果が得られることもある。
【００５４】
したがって、マイクログロスむらの発生を防止するには、中間転写ベルト２０の冷却板進入前の温度Ｔ１とそれを通過後の温度Ｔ２について、少なくとも上記回帰式を満たすように設定すればよいことが判明した。実際、この条件を満たす場合に得られる画像は、マイクログロスむらの気にならない均質な光沢感がある高画質のものであった。
【００５５】
＜試験２＞
試験１の実験条件６の画像形成装置をベースにし、図６に示すようにその冷却板３５の長さと剥離部となる支持ロール２２ｂの位置を変更して加圧部ＰＮから剥離部ＱＮまでの長さを調整することで、その加圧部から剥離部までのベルトの移動所要時間を実験条件６とは異なる種々の条件（実験条件３１〜３４）に設定した画像形成装置を用意した。
【００５６】
そして、その各条件に設定した画像形成装置により、試験１と同じテスト画像を出力し、そのときに得られた画像における光沢度について調べた。上記画像の光沢度については、出力したテスト画像のうちでシアン色の１００％画像領域部分をマイクロトリグロス（ＢＫＹガードナー社製）により測定角度６０°での光沢度として測定した。結果を図６に併せて示す。
【００５７】
この結果から明らかなように、加圧部から剥離部までの所要時間が５．４秒までの条件下では、光沢度が許容最低レベルの「３０」以上の画像が得られることが確認された。なお、実験条件３１〜３４で得られた画像は、マイクログロスむらの気にならない高画質のものであった。しかし、その所要時間が０．５４秒を下回るような設定になると、光沢度が許容最低レベルに達しないようになることが確認された。
【００５８】
《実施の形態２》
図７は、本発明の実施の形態２に係る定着装置の要部を示すものである。
【００５９】
この定着装置は、主に、回転する定着ベルト６０と、この定着ベルト６０を加熱する加熱板６５と、この加熱板６５を通過した後の定着ベルト６０を挟むような状態で対向して圧接配置される一対の加圧ロール７１、７２と、定着ベルト６０等を冷却する冷却装置７５と、この冷却装置７５の冷却度合いを調整する冷却調整装置７６、７７等が装備されたものである。図中の符号９は電子写真方式の画像形成装置等により形成された未定着のトナー像２Ｂを担持する記録用紙であり、矢付一点鎖線はその記録用紙９の搬送経路を示す。
【００６０】
上記定着ベルト６０は、複数の支持ロール６２ａ〜ｃ等に張架された状態で矢印Ｃ方向に回転するように配置されている。支持ロール６２ｃは定着ベルト６０を所定の張力で張架するためのテンションロール、支持ロール６２ｄは駆動ロールである。
【００６１】
定着ベルト６０としては、ベルト基材に表面層を形成した２層構造のものが使用される。ベルト基材としては、厚さが１０〜５００μｍ程度の耐熱性に優れたものが使用可能である。表面層としては、例えば、転写定着を行うときにトナー像を挟んで定着ベルト６０と用紙Ｐとの密着性を良くするためにシリコーン共重合体からなる層を形成している。シリコーン共重合体は、弾性をもちその表面が常温でトナーに対して粘着性を示し、さらに溶融したトナーを剥離しやすい特性を有するため用紙Ｐに効率的に移行させることができる。この例では、ベルト基材として、例えば厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを使用している。また表面層として、特にゴム硬度が４７度のシリコーン共重合体（東レダウシリコーン製：ＤＸ３５−５４７Ａ／Ｂ）からなる厚さ８０μｍの樹脂層を形成している。
【００６２】
加熱板６５は、実施の形態１における加熱板２５とほぼ同様の構成からなるものである。この加熱板６５による加熱温度は、定着ベルト６０がトナー像の溶融温度以上になるように設定されている。加圧ロール７１、７２は、実施の形態１における加圧ロール３１、３２とほぼ同じ構成からなるものである。また、この加圧ロール７１、７２の双方には、その内部に実施の形態１の場合と同様に、そのロール内部にハロゲンランプ等の熱源を設置している。冷却装置７５と冷却調整装置７６、７７は、実施の形態１における冷却装置３５や冷却調整装置３６、３７と同じ構成になっている。
【００６３】
また、定着ベルト６０は、支持ロール６２ｃによりベルト１ｍ当たり１４．７ｋｇｆ（１４４．１Ｎ）となる張力で張架され、また４００ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転駆動される。さらに、そのニップ部ＰＮからベルト支持ロール６６ｃで支持されるベルト６０部分である剥離部（ＱＮ）までの長さを４８４ｍｍに設定した。
【００６４】
このような定着装置による定着は、次のようにして行われる。なお、この定着装置は、例えばプリンタ、複写機等の画像形成装置の定着装置として組み合わせて使用される。
【００６５】
まず、定着ベルト６０は加熱板７５を通過する際に加熱される。一方、定着対象のトナー像Ｔ２が転写された記録用紙９が、その像担持面をうえにした状態で、加圧ロール７１に支持される定着ベルト６０と加圧ロール７２との間で形成されるニップ部ＰＮに送り込まれる。そして、その記録用紙９は、加熱された定着ベルト６０とは、加圧ロール７１に支持される定着ベルト６０と加圧ロール７２の間で形成されるニップ部ＰＮにおいてトナー像とともに加熱加圧される。
【００６６】
トナー像を挟んで定着ベルト６０に重ね合わせられた用紙９は、定着ベルト６０に密接した状態に保たれながら冷却調整装置７６、７７で冷却度合いを調整された冷却装置７５と接する部位を通過することによりトナー像と共々冷却される。この冷却装置７５を通過した後の用紙Ｐは、支持ロール６２ｃのある剥離部において定着ベルト６０からトナー像とともに剥離される。これにより、トナー像が記録用紙９に転写定着される。
【００６７】
このようにしてトナー像が記録用紙に定着される。このようにして定着された画像は、定着ベルト６０の表面にならい平滑化された光沢感に富む画像として得られる。また、このときの画像は、定着ベルト６０の冷却装置７５である冷却板に進入する前の温度Ｔ１とそれを通過した後の温度Ｔ２とを実施の形態１における試験１の結果として示すような条件を満たすように構成することで、マイクログロスむらのない均一な光沢を有するものとなる。
【００６８】
そして、この定着装置を用いて実施の形態１における試験１、２と同じ温度設定で試験を行ったところ、ほぼ同じ傾向の結果が得られた。したがって、この定着装置の場合においても、マイクログロスむらの発生を防止するには、定着ベルト６０の冷却板進入前の温度Ｔ１とそれを通過後の温度Ｔ２について、少なくとも前記回帰式を満たすように設定すればよいことが判明した。また、その加圧部から剥離部までの所要時間が０．５４秒以上に設定した場合には、光沢度が許容最低レベルの「３０」以上の画像が得られることも判明した。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置や定着装置によれば、像担持ベルトまたは定着ベルトの冷却手段に進入する前の温度およびそれを通過した後の温度を所定の条件を満たすように構成することで、マイクログロスむらの発生を容易に抑制することが可能になる。したがって、この画像形成装置や定着装置を使用した場合には、かかるマイクログロスむらの殆どない高画質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置および定着装置の要部を示す概念図。
【図２】実施の形態１に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図。
【図３】試験１で使用したトナーの粘度特定を示すグラフ図。
【図４】試験１の実験条件および評価結果を示す図表。
【図５】中間転写ベルトの冷却板進入前の温度およびその通過後の温度に対するマイクログロスむらの発生状況（試験１の結果）を示すグラフ。
【図６】試験２の実験条件および測定結果を示す図表。
【図７】実施の形態２に係る定着装置の要部を示す概略構成図。
【符号の説明】
１…作像手段、２Ａ…像担持ベルト、２Ｂ，６０…定着ベルト、３…加熱手段、４…加圧手段、５…冷却手段、６…剥離部、９…記録用紙、２０…中間転写ベルト（像担持ベルト）、３１，３２，７１，７２…加圧ロール（加圧手段）、２５，６５…加熱板（加圧手段）、３５，７５…冷却板（冷却手段）、２Ａ，２Ｂ…未定着のトナー像、ＰＮ…加圧部、ＱＮ…用紙剥離部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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