(57)【要約】【課題】定着装置自体に紙厚検知機能を持たせることにより、紙厚に応じてベルト張架部材の加熱ローラへの当接力を確保し、均一なグロス画像を得ることができ定着不良を解消させる。【解決手段】加熱ローラ1401と、該加熱ローラに押圧される加圧ローラ1411と、該加圧ローラに対して紙搬送方向上流側に配置され、加圧ローラにテンションバネ1704を介して配設されるベルト張架部材1421と、前記加圧ローラおよびベルト張架部材の外周に捲着され前記加熱ロールとの間に定着ニップが形成されて移動するベルト1431と、前記ベルト張架部材を加熱ローラに当接させる予圧バネ1801と、ベルト張架部材の変位を検出する紙厚検知装置とを備えた構成。【選択図】図２６
2005234268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ローラと、該加熱ローラに押圧される加圧ローラと、該加圧ローラに対して紙搬送方向上流側に配置され、加圧ローラにテンションバネを介して配設されるベルト張架部材と、前記加圧ローラおよびベルト張架部材の外周に捲着され前記加熱ロールとの間に定着ニップが形成されて移動するベルトと、前記ベルト張架部材を加熱ローラに当接させる予圧バネと、前記ベルト張架部材の変位を検出する紙厚検知装置とを備えたたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ベルト張架部材は、ベルト張架ローラであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記ベルト張架部材は、断面半月形の摺動部材であることを特徴とする請求項１載の定着装置。
【請求項４】
紙厚に応じて前記予圧バネの付勢力を可変にすることを特徴とする請求項１載の定着装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の定着装置を搭載し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】
本発明は、加熱ローラと、該加熱ローラに押圧する加圧ローラと、該加圧ローラの外周に捲着され前記加熱ローラとの間に挟持されて移動するベルトと、該ベルトを張架するベルト張架部材とを備え、シート材上に形成した未定着トナー像を定着する定着装置及び該定着装置を搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、転写材上に未定着のトナー像を接触加熱定着する加熱ロール型定着装置として、表面に弾性体が被覆され加熱源を内蔵して回転可能な加熱ローラと、複数の支持ローラによって張架されたベルトと、ベルトを加熱ロールの廻りに所定角度だけ巻き付けてニップ領域を形成させると共にそのニップ領域の出口に他の部分よりも大きな圧力を局部的に加えて熱定着ロール表面の弾性体に歪みを生じさせる圧力手段とを設け、ニップ部からのシート材の排出を容易にした定着装置が提案（特許文献１参照）されている。
【０００３】
この従来の定着装置では、圧力手段が存在することにより、予め熱定着ローラの表面に歪みを有しているので、ニップ領域の出口で、熱定着ローラの表面上にトナーが接触している状態からその表面歪みを瞬間的に開放する。そのため、シート材がニップ部から排出される時に、トナーと熱定着ローラとの付着力を減少させてシート材が熱定着ローラに巻き付くことを抑制し、腰の弱い記録紙でもベルトニップの出口において容易に剥離できる。上記装置は、このことによって、従来必要とされてきた剥離爪を不要にしている。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の定着装置の構造では、複数の支持ローラに張架されて移動可能なベルトを圧力手段でニップ形成可能な角度だけ加熱ロールに巻き付けると共に、ニップ領域の出口に局部的に大きな圧力を加えて駆動するので、複数の支持ロールとその回転軸受が必要である。さらに、耐熱ベルトの周長が長くなり、定着装置が複雑で大型化するだけでなく、高価にする。定着装置の複雑、大型化、高価な構成は、必然的に当該定着装置を搭載した画像形成装置を複雑、大型化、高価にする。
【０００５】
しかも、ベルトは、加熱源を内蔵して回転可能な熱定着ローラとのニップ部で加熱されるが、複数の支持ローラで張架し周長が長くなるという構成では、所定の経路で移動する時に、複数の支持ローラによって熱エネルギーが奪われ、また、周長の長さに応じて自然放熱が増える。そのため、所定の温度に到達するまでの時間が多く必要になり、電源オン時から定着可能になるまでの所謂ウォーミングアップ時間を長く要することになり、好ましくない。
【０００６】
さらに、加熱ローラに対してベルトをニップ形成可能な角度だけ巻き付けてニップ部出口で他の部分より大きな圧力を局部的に加え熱定着ロールの弾性層に歪みを形成させる構成では、シート材が加熱ローラに巻き付くのを抑制するには好適であるが、弾性層の歪みに沿って排出されるシート材は、この歪みに倣ってカールしたり、局部的な高圧力のために皺発生などの変形をもたらす。
【０００７】
そこで、本出願人は、特許文献２において、熱ローラ型定着装置の構造の単純化、小型化、コスト低減を可能にし、ウォーミングアップ時間を短縮でき、シート材へのストレスを小さくしてカールの発生や皺発生など排出されるシート材の変形を抑制できる定着装置を提案している。
【０００８】
これを図１により説明する。加熱ローラ1401と、該加熱ローラに押圧される加圧ローラ1411と、該加圧ローラに対して紙搬送方向上流側に配置されるベルト張架部材1421と、前記加圧ローラおよびベルト張架部材の外周に捲着され前記加熱ロールとの間に定着ニップが形成されて移動するベルト1431とを備えている。加熱ローラ1401は、芯金1403の外周に弾性層1402が被覆されるとともに内部に加熱源1405を有し、図示Ａ方向に回転する。加熱ローラ1401の表層1404には、加圧ローラ1411とベルト張架ローラ1421に支持されたベルト1431が当接されている。加圧ロール1411は芯金1412の外周に弾性層1413が被覆され、図示Ｂ方向に回転する。紙等の転写材はＣ方向から進入しＤ方向に排出される。
【特許文献１】特許第３０８４６９２号
【特許文献２】特開２００４−４２３４
【特許文献３】特開平５−８９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１において、加圧ローラ1411に対しベルト張架ローラ1421には矢印G方向にテンション力がかけられ、ベルト1431にテンションＧが作用し、加圧ローラ1411がＢ方向に回転するので、ベルト張架ローラ1421には加熱ローラ1401への当接力が生じている。
【００１０】
しかし、プリンタを小型化するために、加熱ローラ1401を小径化し、かつ、紙カールを減少させるためにベルト1431と加熱ローラ1401のニップ領域を定着強度が確保可能な程度に短くすると、紙厚が厚い、上質紙で弾性率が高い、紙幅が大きいなどのコシが強い紙を定着した場合、ニップ入口領域でのベルト1431を介したベルト張架ローラ1421の加熱ローラ1401への当接力が減少し、その結果、グロスが低下する、定着不良が発生するなどの問題を有している。
【００１１】
この問題を解決するために、特許文献３においては、紙厚を検知してベルトを加熱ローラに押圧する圧力補助部材の押圧力を制御するようにしている。しかしながら、紙厚検知装置を定着装置と別個に設ける必要があり、コスト増になるという問題を有している。
【００１２】
本発明は、上記の問題を解決するものであって、定着装置自体に紙厚検知機能を持たせることにより、紙厚に応じてベルト張架部材の加熱ローラへの当接力を確保し、均一なグロス画像を得ることができ定着不良を解消させることができる定着装置および該定着装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そのために本発明の定着装置および該定着装置を搭載した画像形成装置は、加熱ローラ1401と、該加熱ローラに押圧される加圧ローラ1411と、該加圧ローラに対して紙搬送方向上流側に配置され、加圧ローラにテンションバネ1704を介して配設されるベルト張架部材1421と、前記加圧ローラおよびベルト張架部材の外周に捲着され前記加熱ロールとの間に定着ニップが形成されて移動するベルト1431と、前記ベルト張架部材を加熱ローラに当接させる予圧バネ1801と、前記ベルト張架部材の変位を検出する紙厚検知装置とを備えことを特徴とする。
また、前記ベルト張架部材は、ベルト張架ローラであることを特徴とする。
また、前記ベルト張架部材は、断面半月形の摺動部材であることを特徴とする。
また、紙厚に応じて前記予圧バネの付勢力を可変にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、定着装置自体に紙厚検知機能を持たせることにより、紙厚に応じてベルト張架部材の加熱ローラへの当接力を確保し、均一なグロス画像を得ることができ定着不良を解消させることができる。
【００１５】
また、ベルトは、加圧ロールとベルト張架部材の協働によって加熱ロールに巻き付けてニップを形成しているので、容易にニップ長を長く構成することができ、構造が簡単になり小型で安価にすることができる。また、ベルト張架部材として、ベルト摺動部材を使用する場合には、軸受等が不要になり、支持構造が簡単になる。加えてベルト張架部材を半月状とする場合には、加圧ロール側にその半月欠方向を向けて配置し、加圧ロールに対して極限まで接近した配置が可能になる。このことによりまた、ベルトの周長を短縮して構成することが可能になる。したがって、定着装置を簡単な構造にして小型で安価にすることができる。さらに、ベルトが必要最小限の経路で移動するので、加熱源を内蔵して回転可能な加熱とのニップ部で加熱されたベルトは、所定の経路で移動する時に奪われる熱エネルギーを最小限に抑えることができると共に、周長が短いので、自然放熱による温度低下も少なく、電源オン時から所望の温度に到達して定着可能になるまでの所謂ウォーミング時間の短縮が可能である。
【００１６】
また、シート材の上に形成した未定着トナー像を安定して定着するには、未定着トナー像を十分に溶融して定着することが必須であり、所望の温度と溶融時間を必要とするが、本発明による構成では、ニップ長を長く構成するために熱定着ロールの表面に被覆した弾性体を大きく歪ませてニップ長を長くするような手段は必要ないので、弾性体の厚みは薄く構成可能である。しかも、弾性体を歪ませるために加圧ロールの圧接圧力を大きく設定する必要もなく、未定着トナー像を担持したシート材が加熱ロールとベルトの間を通過するときに通過するシート材へのストレスが小さいので、未定着トナー像の定着後に排出されるシート材に皺発生などのシート材変形が抑制される。したがって、定着装置の機械的剛性アップは不要であるばかりでなく、加熱ロールの薄肉厚化が可能であり、加熱源からベルトを加熱する加熱速度が向上する。また、加圧ロールも同様に薄肉厚化が可能であり、熱容量を小さく構成できるので、ベルトからの熱エネルギー吸収が小さく、電源オン時から所望の温度に到達して定着可能になるまでの所謂ウォーミングアップ時間の短縮が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明が適用される定着装置を示す断面図、図２〜図２１は本発明の１実施形態を説明するための図である。
図１において、定着装置は、加熱ローラ1401と、該加熱ローラに押圧される加圧ローラ1411と、該加圧ローラに対して紙搬送方向上流側に配置されるベルト張架部材1421と、前記加圧ローラおよびベルト張架部材の外周に捲着され前記加熱ロールとの間に定着ニップが形成されて移動するベルト1431と1とを備えている。加熱ローラ1401は、芯金1403の外周に弾性層1402が被覆されるとともに内部に加熱源1405を有し、図示Ａ方向に回転する。加熱ローラ1401の表層1404には、加圧ローラ1411とベルト張架ローラ1421に支持されたベルト1431が当接されている。加圧ロール1411は芯金1412の外周に弾性層1413が被覆され、図示Ｂ方向に回転する。紙等の転写材はＣ方向から進入しＤ方向に排出される。加圧ローラ1411に対しベルト張架ローラ1421には矢印G方向にテンション力がかけられ、ベルト1431にテンションをかけている。
【００１８】
転写材が矢印C方向から進入し、矢印D方向に排出される間に転写材上のトナーは熱と圧力により定着される。熱は加熱ローラ熱源1405より高温となった加熱ローラ1401、ベルト1431、加圧ローラ1411より供給される。圧力はベルト張架ローラ1421の加熱ローラ1401への当接力、ベルト1431の加熱ローラ1401へのまきかけ力、加熱ローラ1401と加圧ローラ1411の当接力により供給される。
【００１９】
図２は加熱ローラ1401と加圧ローラ1411の当接方法の説明図（断面図）を示す。図３は図２の矢印Ｈ方向から見た平面図である。なお、図２、図３はベルト張架ローラ1421を省略している。
加圧ローラ1411は回転軸が変動することなく回転駆動する必要があるため、  加圧ローラの両端に形成された加圧ローラ軸1502は、加圧ローラ固定側板1505  にベアリング1510を介して固定支持され、ベアリング1510により加圧ローラ14  11は回転軸まわりに回転可能である。なお、加圧ローラ軸1502の軸芯と加圧ロ  ーラ固定側板1505の交点が点P2であり、1509は加圧ローラ固定側板1505に形成  された加熱ローラ可動隙間である。
【００２０】
一方、加熱ローラ軸1501は、加熱ローラ可動支持側板1503にベアリング1507  を介して固定支持されている。なお、ベアリング1507により加熱ローラ1401は  回転軸まわりに回転可能である。また、加熱ローラ軸1501の軸芯と加熱ローラ  可動支持側板1503の交点が点P1である。そして、加熱ローラ可動支持側板1503  は加熱ローラ可動支持側板回転軸1504まわりに回転可能に支持されている。
加熱ローラ可動支持側板1503は加圧ローラ固定側板1505と加圧荷重バネ1506  で連結される。加圧荷重バネ1506の一方の端部はバネ端固定点1508で加熱ロー  ラ可動支持側板1503に固定され、他方の端部はバネ端固定点1511で加圧ローラ  固定側板1505に固定される。加圧荷重バネ1506は自由長よりもX3（ｍ）だけ伸  ばされて両端が固定されている。このとき、加圧荷重方向はバネに平行な矢印  Eである。
【００２１】
ここで、加熱ローラ可動支持側板回転軸1504とバネ端固定点1508を通る直線  を線L2とし、線L2と矢印Eのなす角をθ1（rad）とする。また、点P1と点P2  を通る直線を線L1とし、線L1と線L2のなす角をθ2（rad）とする。また、線  L2の加熱ローラ可動支持側板回転軸1504と点P1の距離をX1(m)、加熱ローラ可  動支持側板回転軸1504とバネ端固定点1508の距離をX2(m)とする。
【００２２】
バネによる荷重をQ1（N）とすると、バネ端固定点1508にかかるモーメント  M1（Nm）は、
M1＝Q1×sin(θ1)×X2  ・・・  (1)
一方、線L1に沿って働く、加熱ローラ1401と加圧ローラ1411にかかる加圧荷  重をQ2(N)とすると、点P1にかかるモーメントM2（Nm）は、
M2＝Q2×sin(θ2)×X1  ・・・  (2)
ここで、てこの原理よりM1＝M2であるので、(1)、(2)式より
Q2＝Q1×sin(θ1)／sin(θ2)×X2／X1  ・・・  (3)
よって、加熱ローラ1401と加圧ローラ1411の配置は決まっているため、所望  の加圧荷重Q2を得るためには(2)式により求められるバネ荷重Q1をかければよ  い。
なお、バネ定数をK1（N/m）とすると、
Q1＝K1×X3  ・・・  (4)
なお、加圧荷重Q2は加熱ローラ1401及び加圧ローラ1411の両端にかけるため  、加熱ローラ1401及び加圧ローラ1411全体にかかる加圧荷重は2×Q2である。  
【００２３】
図４に加圧ローラ1411とベルト張架ローラ1421によるベルト1431の張架方法  の説明図（断面図）を示す。図５は図３の加熱ローラ1401とその周辺部材を省  略し、加圧ローラ1411、ベルト張架ローラ1421、ベルト1431とその周辺部材の  平面図である。
加圧ローラ軸1502には、加圧ローラテンション軸受け1701が回転自在にはめ  込まれている。加圧ローラテンション軸受け1701は低摩擦係数の材質で作られ  、加圧ローラ1411は回転軸芯P3まわりに回転駆動される。
【００２４】
一方、ベルト張架ローラ軸1702には、ベルト張架ローラテンション軸受け17  03が回転自在にはめ込まれている。ベルト張架ローラテンション軸受け1703は  低摩擦係数の材質で作られ、ベルト張架ローラ1421は回転軸芯P4まわりに回転  可能に支持される。さらに、加圧ローラテンション軸受け1701、ベルト張架ロ  ーラテンション軸受け1703には突起ｔが設けられ、テンションバネ1704の両端  がそれら突起ｔにより支持されている。
【００２５】
テンションバネ1704は自由長よりもX4（ｍ）だけ縮められて両端を支持され  、テンション方向は加圧ローラ1411回転軸芯P3とベルト張架ローラ1421回転軸  芯P4を通る垂線に平行な矢印G方向にかかる。矢印G方向は図１の矢印Gと同  一である。ここで、テンションバネ1704のバネ定数をK2（N/m）とすると、テ  ンションQT(N)は
QT＝K2×X4  ・・・  (5)
図６において、ベルト張架ローラ1421が加熱ローラ1401に作用する与圧の方向  、矢印J2の逆向きの力F2とテンションQT(N)のなす角をθ4とすると、テンシ  ョンQT(N)の与圧に及ぼす力F2(N)は、
F2＝QT×cos(θ4)  ・・・  (6)
なお、テンションQTは加圧ローラ1411及びベルト張架ローラ1421の両端にかけ  るため、与圧に及ぼす影響の合計は2×F2である。
【００２６】
図７にベルト1431を介した加熱ローラ1401へのベルト張架ローラ1421の当接  方法の説明図（断面図）を示す。
ベルト張架ローラ軸1702には、ベルト張架ローラテンション軸受け1703がは  め込まれている。ベルト張架ローラテンション軸受け1703は低摩擦係数の材質  で作られ、ベルト張架ローラ1421は回転軸P4まわりに回転可能に支持される。  さらに、ベルト張架ローラテンション軸受け1703には図４、図５で示した突起  ｔとは別の突起ｔ′が新たに設けられ、与圧バネ1801の一方の端部が支持され  ている。与圧バネ1801の他方の端部はバネ端支持板1802で支持されている。な  お、バネ端支持板1802は固定で動かない。
【００２７】
そして、与圧バネ1801は自由長よりもX5（ｍ）だけ縮められて両端を支持さ  れ、加圧方向は与圧バネ1801と平行な矢印J1方向にかかる。一方、加熱ローラ  1401の回転軸P1とベルト張架ローラ1421の回転軸P4を通る線の方向を矢印J2と  すると、ベルト張架ローラ1421の加熱ローラ1401への与圧は矢印J2方向と同一  である。
与圧バネ荷重Q3(N)、与圧F1(N)、矢印J1と矢印J2のなす角度θ3とすると  、
F1＝Q3×cos(θ3)  ・・・  (7)
ここで、与圧バネ1801のバネ定数をK3（N/m）とすると、与圧バネ荷重Q3(N)  は
Q3＝K3×X5  ・・・  (8)
(7),(8)式より
F1＝K3×X5×cos(θ3)  ・・・  (9)
なお、与圧F1は加熱ローラ1401及びベルト張架ローラ1421の両端にかけるため  、加熱ローラ1401及びベルト張架ローラ1421全体にかかる与圧は2×F1である  。
【００２８】
図８に加圧ローラ1411による回転駆動力の影響の説明図（断面図）を示す。  加圧ローラ1411の回転駆動モーメントM3(Nm)によりベルト1431を介して加熱ロ  ーラ1401に力Q4(N)が伝達される。
加圧ローラ1411の半径をX6(m)とすると、
Q4＝M3／X6  ・・・  (10)
ここで、加圧ローラ1411の回転軸P3は固定されているため、ベルト1431を介  して、ベルト張架ローラ1421に線分P3P4を腕とする矢印T方向のモーメントM4  (Nm)がかかる。
線分P3P4、すなわち、加圧ローラ1411の回転軸P3及びベルト張架ローラ1421  の回転軸P4の距離をX7(m)とすると、ベルト張架ローラにかかる力Q5(N)は、  
Q5＝M4／X7  ・・・  (11)
てこの原理よりM3＝M4であるため、
Q5＝Q4×X6／X7  ・・・  (12)
図８の与圧と同一方向矢印J2と矢印Tのなす角をθ5とすると、回転駆動モ  ーメントM3(Nm)の与圧に及ぼす力F3(N)は、
F3＝Q5×cos(θ5)  ・・・  (13)
なお、回転駆動モーメントM3(Nm)は加圧ローラ1411の回転軸P3全体にかかるた  め2倍する必要は無い。
【００２９】
図９にベルト張架ローラ1421に働く重力の影響の説明図（断面図）を示す。  ベルト張架ローラ1421の重量をMR(kg)とすると、働く重力Q6(N)は、
Q6＝g×MR  ・・・  (14)
g：重力加速度（9.8 m/s2）
図９の与圧と同一方向矢印J2と重力Q6(N)のなす角をθ6とすると、重力Q6(N  )の与圧に及ぼす力F4(N)は、
F4＝Q6×cos(θ6)  ・・・  (15)
なお、重力Q6(N)はベルト張架ローラ1421の回転軸P4全体にかかるため2倍す  る必要は無い。
【００３０】
力関係のまとめ
今までのまとめとして、図１０にベルト張架ローラ1421の回転軸芯P4にJ2方  向にかかる力を全て示す。
ベルト1431を介したベルト張架ローラ1421の加熱ローラ1401への当接力F5(N  )は、
F5＝2×F1−2×F2＋F3−F4  ・・・  (16)
なお、設計パラメータと各力の対応を表1に示す。
【表１】
2005234268.tif 000003
【００３１】
図１に示す定着器のニップ部分の拡大図を図１１に示す。
ニップはベルト1431を介してベルト張架ローラ1421と加熱ローラ1401が当接  しているニップ領域Ns、ベルト1431が加熱ローラ1401にまきかかっているのみ  の領域Nb、ベルト1431を介して加圧ローラ1411と加熱ローラ1401が当接してい  るニップ領域Nrから成っている。
【００３２】
転写材（紙）が上述ニップを通過するときのトナー層挙動の模式図を図１２  〜図１４に示す。
図１２は紙がニップ領域Nsに突入直後、図１３は紙がニップ領域Nsを通過中  を示す。図１２では、ベルト1431を介してベルト張架ローラ1421が加熱ローラ  1401に当接力F5(N)で当接しているため、加熱ローラ表層1404は未定着トナー  2601の凹凸に倣っている。
その結果、加熱ローラ表層1404と未定着トナー2601の接触面積が大きくなり  、図１３では、加熱ローラ熱源1405から加熱ローラ1401を介して未定着トナー  2601に流入する熱量2702が増大する。その予熱効果により、未定着トナー2601  が軟らかくなり、粘弾性が発現し（圧力を加えると容易に変形できる状態）、  粘弾性発現トナー2701となる。紙2602がニップ領域Nbを通過中はさらに粘弾性  発現トナー2701に熱が伝わり、弾性よりも粘性が強くなる（より弱い圧力でも  変形可能になる）。
そして、図１４は紙がニップ領域Nｒの出口に差し掛かってる状態を示す。  ベルト1431を介した加圧ローラ1411と加熱ローラ1401の加圧荷重が熱2802と共  に粘弾性発現トナー2701にかかり、紙の繊維の凹凸に押し込まれ溶融圧着トナ  ー2801となる。
【００３３】
紙のコシの説明
定着通紙時に紙は図１１のNb領域で加熱ローラ1401に沿っている。したがっ  て紙のコシにより、ベルト1431を介したベルト張架ローラ1421の加熱ローラ14  01への当接力F5(N)を減ずる力F6(N)が働く（図１５参照）。なお、2901は紙  のコシにより発生する力の方向を示している。
紙のコシは参考文献「現代材料力学／渋谷寿一、本間寛臣、斎藤憲司著／株  式会社朝倉書店／1986年8月20日初版」の47ページの式(4.58)によると以下の  式に従うと考えられる。
１／ρ＝M／（E×I）  ・・・  (17)
ρ(m)：加熱ローラ1401の半径、M(Nm)：曲げモーメント、E（Pa）：紙の  弾性率、I(m4)：紙の断面２次モーメント
さらに、曲げモーメントM(Nm)は図１１のニップ領域Nbの長さをX8(m)とす  ると、図１５の紙のコシによる力F6(N)との関係において、
M＝F6×X8  ・・・  (18)
また、紙の断面２次モーメントI(m4)は、紙幅b(m)、紙厚h(m)とすると上  述参考文献の41ページの式(4.41)より、
I＝bh3／12  ・・・  (19)
【００３４】
一方、紙の弾性率E(Pa)は図１６に示す方法で測定される。すなわち、紙30  03を水平台3001上に置き、上から抑え板3002で水平台3001に密着するようにし  っかり抑える。次に、紙を水平台3001の端部から突き出させる。そのときの突  き出し長さL(m)と紙の自重によるたわみ量W(m)を計測する。
紙3003の突き出し長さL(m)×紙幅b(m)あたりの重量をMp(kg)とすると、自重  による等分布荷重q0(N/m)3004は、
q0＝Mp×g／L  ・・・  (20)
g：重力加速度（9.8 m/s2）
上述参考文献の57ページの式(4.84)より、
W＝q0×L4／(8×E×I)  ・・・  (21)
W(m)、q0(N/m)、L(m)、I(m4)はすでにわかっているのでE(Pa)が求まる。  
ここで、厚紙、薄紙、普通紙、上質紙、再生紙、紙繊維方向縦、紙繊維方向横  、低湿紙、高湿紙などの紙のE(Pa)を測定したところ、1.5×109〜2×1010  (Pa)の10倍強の開きがあった。
それに対し、紙幅bはA3サイズ対応プリンタで100〜300(mm)の3倍の開き  がある。紙厚hは70〜220(um)の3倍強の開きがある。表2に示したように最  もコシの弱い紙と最もコシの強い紙で1000倍強の開きがある。
【表２】
2005234268.tif 000004
また、一般的に加熱ローラ1401サイズはプリンタのサイズに応じてφ20〜φ  60(mm)である。ニップ領域Nbは5〜50(mm)である。
したがって、表3に示したように紙のコシにより当接力F5(N)を減ずる力F6  (N)は、最もコシの弱い紙と最もコシの強い紙で1000倍の開きがあり、かつ、  加熱ローラ1401の径、ニップ領域Nbが小さいほどF6(N)が大きくなる。
【表３】
2005234268.tif 000005
【００３５】
本実施形態においては、加熱ローラ1401の外径25(mm)、加熱ローラ弾性層1402の厚さ0.8(mm)、材質シリコーンゴムであり、加熱ローラ表層1404の厚さ30(um)、材質PFAであり、加熱ローラ芯金1403の厚み1(mm)、材質鉄であり、加圧ローラ1411の外径25(mm)、加圧ローラ弾性層1413の厚さ0.8(mm)、材質シリコーンゴムであり、加圧ローラ芯金1412の厚み1(mm)、材質鉄であり、ベルト張架ローラ1421の外径20(mm)、厚み1(mm)、材質鉄であり、ベルト1431の外径39(mm)、厚み90(um)のポリイミド層上に30(um)のPFA表層を設けた構成である。また、表１で説明した力関係の設計値を表４に示す。
【表４】
2005234268.tif 000006
【００３６】
プリンタを小型化するために、加熱ローラ1401を小径化し、かつ、紙カール  を減少させるためにNb領域を定着強度が確保可能な程度に短くすると、上述し  たようにF6(N)が大きくなる。一方、F6(N)は紙のコシに応じて1000倍もの開  きがある。
したがって、紙厚が厚い、上質紙で弾性率が高い、紙幅が大きいなどのコシ  が強い紙を定着した場合、ニップNs領域でのベルト1431を介したベルト張架ロ  ーラ1421の加熱ローラ1401への当接力F5(N)が減少し、その結果、グロスが低  下する、定着不良が発生するなどの課題があった。
よって、グロス低下、定着不良を防止するために紙厚に応じてベルト張架ロ  ーラ1421の加熱ローラ1401への当接力F5を制御するようにした。
【００３７】
図１７、図１８は与圧を可変制御するための構成を示している。
図１７は紙のコシが弱い時の状態である。与圧バネ1801の端部は可動式バネ  端支持板101で支持されており、可動式バネ端支持板101は矢印J3方向に移動  可能になっている。また、可動式バネ端支持板101の与圧バネ1801と反対側に  は偏芯カム102が当接している。
図1７では偏芯カム102の短径X9(m)で可動式バネ端支持板101に当接して  おり、そのときの与圧バネ1801の自由長からの短縮長さはX5(m)である。与圧  バネ1801と平行な矢印J3方向とベルト張架ローラ1421の加熱ローラ1401への与  圧方向の矢印J2となす角度をθ3、与圧バネ荷重Q3(N)、与圧F1(N)とすると  、
F1＝Q3×cos(θ3)  ・・・  (22)
ここで、与圧バネ1801のバネ定数をK3（N/m）とすると、与圧バネ荷重Q3(N)  は
Q3＝K3×X5  ・・・  (23)
(22),(23)式より
F1＝K3×X5×cos(θ3)  ・・・  (24)
そして、偏芯カム回転軸103は図示していないステッピングモータとその駆  動回路に連結されており、矢印U1方向に回転し、図１８の状態に遷移する。
【００３８】
図１８は紙のコシが強い時の状態である。偏芯カム102の長径X10(m)で可動  式バネ端支持板101に当接しており、そのときの与圧バネ1801の自由長からの  短縮長さはX5＋X10−X9(m)である。
(24)式より、このときの与圧F12(N)は、
F12＝K3×（X5＋X10−X9）×cos(θ3)  ・・・  (25)
なお、偏芯カム回転軸103は矢印U2方向に回転すると図1７の状態に遷移する  。その結果、予圧バネ1801の付勢力を増大させることができる。
表４に追加する、力関係の設計値を表５に示す。
【表５】
2005234268.tif 000007
【００３９】
次に紙のコシを反映する変数について説明する。表６に様々な紙の弾性率と厚  みの測定値一覧を示す。
【表６】
2005234268.tif 000008
(17)、(18)式より加熱ローラ1401の半径ρ(m)、ニップ領域Nbの長さX8(m)  が決定していれば、紙のコシによる力F6(N)はEI(Nm2)に比例する。
【００４０】
図１９に表６の紙についてEI(10-5Nm2)と紙の弾性率E(0.1GPa)、または  、紙厚(um)の関係をプロットした。図１９より、紙のコシEI(10-5Nm2)と紙  厚(um)の関係の方が紙の弾性率E(0.1GPa)との関係よりもばらつきが小さい。  これは、式(19)より、紙のコシEI(10-5Nm2)は紙厚(um)の3乗に比例するた  め、紙厚変動の影響の方が他の変数よりも大きいためである。よって、紙のコ  シを反映する変数として紙厚を選択した。
なお、点P5で示す紙厚120(um)以下は紙厚(um)変動に対して紙のコシEI(10  -5Nm2)変動は小さいが、紙厚120(um)越えると紙厚(um)変動に対して紙のコ  シEI(10-5Nm2)変動が大きくなる。
したがって、紙厚120(um)以下は紙厚変動に対してベルト1431を介したベル  ト張架ローラ1421の加熱ローラ1401への当接力F5(N)に及ぼす影響変動は小さ  い。
すなわち、どの紙厚でもグロスに差は出ない。ところが、紙厚120(um)を越  えると紙厚変動に対して当接力F5(N)に及ぼす影響変動が大きくなり、グロス  変動が大きくなる。ゆえに、与圧を制御するのは紙厚120(um)を越えた範囲が  最も効果がある。
【００４１】
次に紙厚と与圧制御について説明する。図２０に紙厚を検知して与圧を制御  する回路の模式図を示す。紙厚検知信号を受信し、紙厚が180(um)以下のとき  は、与圧制御回路はステッピングモータ駆動回路に信号を送り、ステッピング  モータにより偏芯カム102を回転させて図1７の状態に制御する。
逆に、紙厚が180(um)超のときは、与圧制御回路はステッピングモータ駆動  回路に信号を送り、ステッピングモータにより偏芯カム102を回転させて図１  ８の状態に制御する。
【００４２】
表６の紙について定着を行った時のグロス値を図２１に示す。グロスはA4サ  イズの紙に黒ベタ印字を行い、グロスメータ（GM−26D  FOR  75°／村上色彩  研究所製）を用いて測定した。なお、図２１には紙厚にかかわらず、図１７の  状態で定着を行った比較例もあわせて示す。
【００４３】
次に、図２２〜図２５により本発明の他の実施例について説明する。本実施  例においては、ベルト張架ローラ1421の代わりに図２２で示すような断面半月  形の摺動部材601を用いても同様の効果が得られる。本発明においてはベルト  張架ローラ1421および摺動部材601を併せてベルト張架部材と定義している。  
テンションバネ1704のかけかたは図２３に示すように、摺動部材601の両端  に摺動部材テンションバネ端支持突起701を設け、テンションバネ1704の一端  を支持する。
【００４４】
一方、与圧バネ1801のかけかたを図２４、図２５に示す。図２４は紙のコシ  が弱い時、図２５は紙のコシが強い時である。与圧バネ1801の一端を摺動部材  601の両端に設けた摺動部材与圧バネ端支持突起801で支持する。なお、ベル  ト張架ローラ軸1702とベルト張架ローラテンション軸受け1703が摺擦する構造  の図４と比較して、図２３は摺動部材601と摺動部材テンションバネ端支持突  起701が直結している。図２４、図２５は摺動部材601と摺動部材与圧バネ端  支持突起801が直結している。
したがって、ベルト張架ローラ軸1702、または、ベルト張架ローラテンショ  ン軸受け1703の振れ、汚れ、磨耗などによりテンションバネ1704が伸縮振動し  、テンションQT(N)が振動変化することがない。よって、その振動によるベル  ト1431を介したベルト張架ローラ1421の加熱ローラ1401への当接力F5(N)への  影響F2(N)の振動変化がなく、均一なグロスの画像が得られた。
【００４５】
図２６は、図２０の紙厚検知装置を図２２の定着装置に取り付けた図である。摺動部材601のどちらか片方の端部にポテンショ基準突起301を設け、リニア・ポテンショメータ302のピストン303を接触させる。シリンダ304は固定しておく。リニア・ポテンショメータ302の取り付け方向は長手方向を矢印J2と同一にする。紙が定着装置に突入すると、ベルト張架部材である摺動部材601が紙厚に応じて矢印J2方向に移動する。そのとき、ピストン303も紙厚に応じて矢印J2方向に移動する。ベルト張架部材の変位であるピストン303移動量は電圧に変換され信号電圧として出力される。
【００４６】
図２７は、紙厚検知装置の他例を示す図である。摺動部材601のどちらか片  方の端部にポテンショ基準突起401を設ける。矢印J2方向に平行、かつ、ポテ  ンショ基準突起401を挟んで発光素子アレイ402、受光素子アレイ403を設け  る。紙が定着装置に突入すると、摺動部材601が紙厚に応じて矢印J2方向に移  動する。そのとき、ポテンショ基準突起401も紙厚に応じて矢印J2方向に移動  する。発光素子アレイ402と素子アレイ403のどの位置の光をポテンショ基準  突起401がさえぎるかを検出し、信号電圧として出力する。
【００４７】
紙の歪み、凹み、波うちなどが生じやすい、35℃65%の高温高湿環境、かつ  、紙種は薄紙のS紙（富士ゼロックス製）に黒ベタ画像を連続印字し紙しわの  発生割合を調査した。結果を表７に示す。なお、比較例として図1に示す定着  器の上流に特開平5−8900で示される紙厚検出装置を別に設けた場合を併せて  示す。表７より、定着装置が紙厚検知装置を兼用することにより、定着器突入  前の紙の歪み、凹み、波うちなどを防止することができ、しわの発生確率を減  少させることができた。
【表７】
2005234268.tif 000009
【００４８】
図２８は、本発明に係る画像形成装置の１実施形態を示す全体構成の模式的断面図である。図中、１０は画像形成装置、１０ａはハウジング、１０ｂは扉体、１１は紙搬送ユニット、１５はクリーニング手段、１７は像担持体、１８は画像転写搬送手段、２０は現像手段、２１はスキャナ手段、３０は給紙ユニット、４０は定着手段、Ｗは露光ユニット、Ｄは画像形成ユニットを示す。そして、定着手段４０は、上述した本発明の定着装置である加熱ローラ１、加圧ローラ２およびベルト張架部材３から構成されている。
【００４９】
本実施形態の画像形成装置１０は、ハウジング１０ａと、ハウジング１０ａの上部に形成された排紙トレイ１０ｃと、ハウジング１０ａの前面に開閉自在に装着された扉体１０ｂを有し、ハウジング１０ａ内には、露光ユニット（露光手段）Ｗ、画像形成ユニットＤ、画像転写搬送手段１８を有する転写ベルトユニット２９、給紙ユニット３０が配設され、扉体１０ｂ内には紙搬送ユニット１１が配設されている。各ユニットは、本体に対して着脱可能な構成であり、メンテナンス時等には一体的に取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００５０】
画像形成ユニットＤは、複数（本実施形態では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イェロー用），Ｍ（マゼンタ用），Ｃ（シアン用），Ｋ（ブラック用）を備えている。そして、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、それぞれ、感光ドラムからなる像担持体１７と、像担持体１７の周囲に配設された、コロナ帯電手段からなる帯電手段１９および現像手段２０を有する。これら各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、転写ベルトユニット２９の下側に斜めアーチ状のラインに沿って像担持体１７が上向きになるように並列配置されている。なお、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの配置順序は任意である。
【００５１】
転写ベルトユニット２９は、ハウジング１０ａの下側に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ロール１２と、駆動ロール１２の斜め上方に配設される従動ロール１３と、テンションロール１４と、これら３本、少なくとも２本のロール間に張架されて図示矢印方向へ循環駆動される中間転写ベルトからなる画像転写搬送手段１８と、画像転写搬送手段１８の表面に当接するクリーニング手段１５とを備えている。従動ロール１３、テンションロール１４および画像転写搬送手段１８は、駆動ロール１２に対して図で左側に傾斜する方向に配設され、これにより画像転写搬送手段１８駆動時のベルト搬送方向が下向きになるベルト面１８ａが下方に位置し、搬送方向が上向きになるベルト面１８ｂが上方に位置するようにされている。
【００５２】
したがって、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋも駆動ロール１２に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。そして、像担持体１７は、アーチ状のラインに沿って画像転写搬送手段１８の搬送方向下向きのベルト面１８ａに接触され、図示矢印に示すように画像転写搬送手段１８の搬送方向に回転駆動される。可撓性を有する無端スリーブ状の画像転写搬送手段１８は、像担持体１７に対して上側から被せるように略同一の巻き付け角度で接触させるため、像担持体１７と画像転写搬送手段１８との間の接触圧やニップ幅は、テンションロール１４により画像転写搬送手段１８に付与される張力、像担持体１７の配置間隔、巻き付け角度（アーチの曲率）などを制御することにより調整することができる。
【００５３】
駆動ロール１２は、２次転写ロール３９のバックアップロールを兼ねている。駆動ロール１２の周面には、例えば厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０5 Ω・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、２次転写ロール３９を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ロール１２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、２次転写部へシート材が進入する際の衝撃が画像転写搬送手段１８に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。また、駆動ロール１２は、その径を従動ロール１３、バックアップロール１４の径より小さくすることにより、２次転写後のシート材がシート材自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ロール１３を後述するクリーニング手段１５のバックアップロールとして兼用させている。
【００５４】
なお、画像転写搬送手段１８を駆動ロール１２に対して図で右側に傾斜する方向に配設し、これに対応して各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋも駆動ロール１２に対して図で右側に傾斜する方向に斜めアーチ状に沿って、つまり、図７と左右対象に配設してもよい。
【００５５】
画像転写搬送手段の好適な素材としては、ＰＣ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂等があり、当然のことながら、導電性や剛性等、または表面粗度、摩擦係数等を所望の特性に設定する目的で、対応する添加剤などを添加することもよい、また、剛性に関しては、厚さの設定によって所望の剛性に設定することもできる。
【００５６】
実施例では、比較的剛性が小さくて永久歪み、クリープを残さないウレタン樹脂及びポリエーテル樹脂によって画像転写搬送手段を形成し、ロールの付勢力により張力を４０Ｎ、像担持体の巻き付け角度を４°に設定してニップ部に作用する接触圧を約２．８Ｎ（＝４０Ｎ×ｓｉｎ４°）として安定した転写条件を設定した。しかし、上記の素材を勘案すると、ロールの付勢力により張力を１０Ｎ〜１００Ｎ、像担持体の巻き付け角度を０．５°〜１５°のそれぞれの組み合わせを設定すれば、所望の転写条件の設定が可能であることが確認された。
【００５７】
１次転写部材１６は、トナー像を順次重ねて転写して画像を形成する転写バイアス印加手段として、画像転写搬送手段の内側に接する位置に配置しているが、上記のような接触圧の付与により、転写ニップを形成するための押圧力の付与は必要ない。単に画像転写搬送手段への通電を確保可能な手段として接すればよいので、例えば画像転写搬送手段に接して従動回転する導電性ロールやリジッドな接触子、あるいは板バネ等の導電性弾性部材、樹脂等の繊維群によって形成した導電性ブラシ等でも構成可能になる。したがって、画像転写搬送手段との摺動抵抗が少なく、互いの寿命が向上させることができるばかりでなく、安価に構成できる。
【００５８】
上記のように本実施形態の画像形成装置では、複数の像担持体１７を並列配置し、各像担持体１７に対して略同一の巻き付け角度を有する姿勢で可撓性を有する無端スリーブ状の画像転写搬送手段１８を接触配置して少なくとも２本のロール１２、１３に張架して回転駆動し、画像転写搬送手段１８には、いずれかのロール１２、１３によって張力を付与して像担持体１７のトナー像を順次重ねて転写する構造に構成する。このようにすると、略同一の巻き付け角度に応じて像担持体１７と画像転写搬送手段１８との接触部には、容易に略同一のニップが形成され、その接触部の接触圧力も略同一に構成される。
【００５９】
一方、像担持体１７とそれに接触して駆動される画像転写搬送手段１８において、接触部の移動周速度は双方一致しているのが好ましい状態であるが、量産形態の中では、像担持体１７の外径や偏心または駆動手段の偏心等のバラツキ、画像転写搬送手段１８の駆動ロール１２の径、あるいは駆動手段等のバラツキによって完全に等速に設定することは現実的ではない。
【００６０】
そこで、これらのバラツキを勘案したとき、像担持体１７の移動速度に対して画像転写搬送手段１８の移動速度が相対的に速くなったり遅くなったりしてバラツクことになり、転写諸条件を設定する上で好ましくない。むしろ、相対速度は、像担持体１７に対していずれか一方にシフトした相対速度差を設けることが好ましい。しかしながら、極端な速度差を設けると、像担持体１７によって搬送されるトナー像が画像転写搬送手段１８に転写される時にこのトナー像の位置にズレが生じて画像乱れが発生するので、極力小さな速度差を設けることが好ましい。
【００６１】
上記の内容によって生じる速度差を、複数の像担持体１７に対していずれか一方にシフトした相対速度差に設定する場合に量産上からの実力及び画像乱れの限界を勘案すると、その速度差は、像担持体１７の移動速度に対する画像転写搬送手段１８の速度は、±（方向）３±（バラツキ）２％程度に構成することが好ましい。
【００６２】
また、像担持体１７の移動速度と画像転写搬送手段１８の移動速度が等速の場合は、トナー像は転写バイアスの電気エネルギー作用によって転写されるが、上記の速度差を設けた場合には、電気エネルギー作用に加えて機械的なかきとり作用も付加されて転写効率が向上するので、像担持体１７の転写残りトナーをクリーニングする工程を廃止または簡略化することが可能となる。
【００６３】
さらに、像担持体１７の移動速度と画像転写搬送手段１８の移動速度に相対的な速度差を設けると、可撓性を有する画像転写搬送手段１８の駆動ロール１２間または像担持体１７への当接ニップ間に弛みが発生して好ましくない。そこで、像担持体１７に対して画像転写搬送手段１８の速度を速い方向にシフトする場合には、画像転写搬送手段１８の駆動ロール１２を下流側に配置し、像担持体１７に対して画像転写搬送手段１８の速度を遅い方向にシフトする場合には画像転写搬送手段１８の駆動ロール１２を上流側に配置して構成すると、上記弛み発生が防止可能になり、好ましい転写条件設定ができる。
【００６４】
クリーニング手段１５は、搬送方向下向きのベルト面１８ａ側に設けられ、二次転写後に画像転写搬送手段１８の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード１５ａと、回収したトナーを搬送するトナー搬送部材１５ｂを備えている。クリーニングブレード１５ａは、従動ロール１３への画像転写搬送手段１８の巻きかけ部において画像転写搬送手段１８に当接されている。また、画像転写搬送手段１８の裏面には、後述する各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７に対向して１次転写部材１６が当接され、１次転写部材１６には転写バイアスが印加されている。
【００６５】
露光手段Ｗは、斜め方向に配設された画像形成ユニットＤの斜め下方に形成された空間に配設されている。また、露光手段Ｗの下部でハウジング１０ａの底部には給紙ユニット３０が配設されている。露光手段Ｗは、全体がケースに収納され、ケースは、搬送方向下向きのベルト面の斜め下方に形成される空間に配設されている。ケースの底部には、ポリゴンミラーモータ２１ａ、ポリゴンミラー（回転多面鏡）２１ｂからなる単一のスキャナ手段２１を水平に配設されるとともに、各色の画像信号により変調される複数のレーザ光源２３からのレーザビームをポリゴンミラー２１ｂで反射させ各像担持体上に偏向走査する光学系Ｂには、単一のｆ−θレンズ２２および各色の走査光路が像担持体１７にそれぞれ非平行になって折り返すように複数の反射ミラー２４が配設されている。
【００６６】
上記構成からなる露光手段Ｗにおいては、ポリゴンミラー２１ｂから各色に対応した画像信号が、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成されたレーザビームで射出され、ｆ−θレンズ２２、反射ミラー２４を経て、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７に照射され、潜像が形成される。反射ミラー２４を設けることにより走査光路を屈曲させ、ケースの高さを低くすることが可能となり光学系のコンパクト化が可能となる。しかも、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７への走査光路長は同一の長さになるように反射ミラー２４が配置されている。このように各画像形成ユニットＤに対する露光手段Ｗのポリゴンミラー２１ｂから像担持体１７までの光路の長さ（光路長）が略同一の長さになるように構成することにより、各光路で走査された光ビームの走査幅も略同一になり、画像信号の形成にも特別な構成を必要としない。したがって、レーザ光源は、それぞれ異なる画像信号によってそれぞれ異なった色の画像に対応して変調されるにも関わらず、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成可能であり、共通の反射面を用いるため副走査方向の相対差から生じる色ずれを防止し、構造が簡単で安価なカラー画像形成装置を構成できる。
【００６７】
また、本実施形態においては、装置下方に走査光学系を配置することにより、画像形成手段の駆動系が装置を支持するフレームへ与える振動による走査光学系の振動を最小限にすることができ、画質の劣化を防止することができる。とくに、スキャナ手段２１をケースの底部に配置することにより、ポリゴンモータ２１ａ自身がケース全体に与える振動を最小限にすることができ、画質の劣化を防止することができる。また、振動源であるポリゴンモータ２１ａの数を一つにすることによりケース全体に与える振動を最小限にすることができる。
【００６８】
給紙ユニット３０は、シート材が積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５からシート材を一枚ずつ給送するピックアップロール３６を備えている。紙搬送ユニット１１は、二次転写部へのシート材の給紙タイミングを規定するゲートロール対３７（一方のロールはハウジング１０ａ側に設けられている）と、駆動ロール１２および画像転写搬送手段１８に圧接される二次転写手段としての二次転写ロール３９と、主記録媒体搬送路３８と、定着手段４０と、排紙ロール対４１と、両面プリント用搬送路４２を備えている。
【００６９】
シート材に２次転写された２次画像（未定着トナー像）は、定着手段４０の形成するニップ部で所定の温度で定着される。本実施形態においては、転写ベルトの搬送方向上向きのベルト面１８ｂの斜め上方に形成される空間、換言すれば、転写ベルトに対して画像形成ステーションと反対側の空間に定着手段４０を配設することが可能になり、露光手段Ｗ、画像転写搬送手段１８、画像形成手段への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。特に、露光手段Ｗは、定着手段４０から最も離れた位置にあり、走査光学系部品の熱による変位を最小限にすることができ、色ズレを防ぐことができる。
【００７０】
本実施形態においては、画像転写搬送手段１８を駆動ロール１２に対して傾斜する方向に配設しているため、図で右側空間に広いスペースが生じその空間に定着手段４０を配設することができ、コンパクト化を実現することができると共に、定着手段４０で発生する熱が、左側に位置する露光ユニットＷ、画像転写搬送手段１８および各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋへ伝達されるのを防止することができる。また、画像形成ユニットＤの左側下部の空間に露光ユニットＷを配置することができるため、画像形成手段の駆動系がハウジング１０ａへ与える振動による、露光ユニットＷの走査光学系の振動を最小限に抑えることができ、画質の劣化を防止することができる。
【００７１】
また、本実施形態においては、球形化されたトナーを用いることにより、１次転写効率を高め（略１００％）、各像担持体１７には、１次転写残りトナーを回収するクリーニング手段を設置していない。これにより、３０ｍｍ径以下の感光体ドラムからなる各像担持体１７を近接して配置することが可能となり、装置を小型化することができる。
【００７２】
また、クリーニング手段を設置しないことに伴い、帯電手段としてはコロナ帯電手段１９を採用している。帯電手段がロールである場合は、微量ではあるが像担持体１７上に存在する１次転写残りトナーがロール上に堆積して帯電不良が発生するが、非接触帯電手段であるコロナ帯電手段１９はトナーが付着しにくく、帯電不良の発生を防ぐことができる。
【００７３】
また、上記実施形態では、中間転写ベルトを画像転写搬送手段１８として像担持体１７に接触させる構成としたが、表面にシート材を吸着して搬送移動し、該シート材の表面にトナー像を順次重ねて転写して画像を形成搬送するシート材搬送ベルトを画像転写搬送手段１８として像担持体１７に接触させる構成としてもよい。この場合、上記各実施形態と異なるのは、画像転写搬送手段１８であるシート材搬送ベルトのベルト搬送方向が像担持体１７に接触する下面で逆方向の上向きになることである。
【００７４】
以上のような画像形成装置全体の作動の概要は次の通りである。
（１）図示しないホストコンピュータ等（パーソナルコンピュータ等）からの印字指令信号（画像形成信号）が画像形成装置１０の制御ユニットに入力されると、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体１７、現像手段２０の各ロール、および画像転写搬送手段１８が回転駆動される。
（２）像担持体１７の外周面が帯電手段１９によって一様に帯電される。
（３）各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおいて一様に帯電した像担持体１７の外周面に、露光ユニットＷによって各色の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、各色用の静電潜像が形成される。
（４）それぞれの像担持体１７に形成された静電潜像が現像手段２０によりトナー像が現像される。
（５）画像転写搬送手段１８の１次転写部材１６には、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、像担持体１７上に形成されたトナー像が一次転写部において画像転写搬送手段１８の移動に伴って順次、画像転写搬送手段１８上に重ねて転写される。
（６）この１次画像を１次転写した画像転写搬送手段１８の移動に同期して、給紙カセット３５に収納されたシート材が、レジストロール対３７を経て２次転写ロール３９に給送される。
（７）１次転写画像は、２次転写部位でシート材と同期合流し、図示省略した押圧機構によって画像転写搬送手段１８の駆動ロール１２に向かって押圧された２次転写ロール３９で、１次転写画像とは逆極性のバイアスが印加され、画像転写搬送手段１８上に形成された１次転写画像は、同期給送されたシート材に２次転写される。
（８）２次転写に於ける転写残りのトナーは、従動ロール１３方向へと搬送されて、このロール１３に対向して配置したクリーニング手段１５によって掻き取られ、そして、画像転写搬送手段１８はリフレッシュされて再び上記サイクルの繰り返しを可能にされる。
（９）シート材が定着手段４０を通過することによってシート材上のトナー像が定着し、その後、シート材が所定の位置に向け（両面印刷でない場合には排紙トレイ１０ｃに向け、両面印刷の場合には両面プリント用搬送路４２に向け）搬送される。
【００７５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、従来公知または周知の技術を必要に応じて置換または付加することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明が適用される定着装置の断面図である。
【図２】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図３】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図４】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図５】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図６】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図７】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図８】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図９】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図１０】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図１１】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図１２】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図１３】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図１４】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図１５】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図１６】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図１７】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図１８】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図１９】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図２０】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図２１】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図２２】本発明の他の実施形態を説明するための図である。
【図２３】本発明の他の実施形態を説明するための図である。
【図２４】本発明の他の実施形態を説明するための図である。
【図２５】本発明の他の実施形態を説明するための図である。
【図２６】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図２７】本発明の１実施形態を説明するための図である。
【図２８】本発明の画像形成装置の１実施形態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７７】
1401…加熱ローラ、1411…加圧ローラ、1421…ベルト張架部材、1431…ベルト
1704…テンションバネ、1801…予圧バネ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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