(57)【要約】【課題】記録紙に転写されたトナー像が必要な濃度を備え、且つ、該トナー像の画像乱れを抑制することが可能な転写定着同時方式の画像形勢装置を提供する。【解決手段】循環移動する中間転写体６１の表面に上流でトナー像Ｔが転写され、該転写されたトナー像Ｔが途中で中間転写体６１の表面と接触する加熱手段６６により加熱溶融され、該加熱溶融されたトナー像Ｔが下流で定着手段６７により記録紙Ｐに転写されると同時に定着される画像形成装置１０において、加熱手段６６は、該加熱手段６６の表面が中間転写体６１の表面と接触しており、該接触点における加熱手段６６の表面が、該接触点における中間転写体６１の表面の移動する方向と同じ方向に移動するように循環移動させると共に、加熱手段６６の表面の移動速度における中間転写体６１に対する速度増減割合が、プラス０％以上となるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環移動する中間転写体の表面に上流でトナー像が転写され、該転写された前記トナー像が途中で前記中間転写体の表面と接触する加熱手段により加熱溶融され、該加熱溶融された前記トナー像が下流で定着手段により紙等の記録材に転写されると同時に定着される画像形成装置であって、
前記加熱手段は、該加熱手段の表面が前記中間転写体の表面と接触しており、該接触点における前記加熱手段の表面が、該接触点における前記中間転写体の表面の移動する方向と同じ方向に移動するように循環移動すると共に、前記中間転写体の表面の移動速度に対する前記加熱手段の表面の移動速度における増減の割合である加熱手段速度増減割合が、プラス０％以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間転写体はベルトで構成されると共に、前記加熱手段は熱源を備えたローラで構成される請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記加熱手段速度増減割合が、２％以下である請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
循環移動する中間転写体の表面に上流でトナー像が転写され、該転写された前記トナー像が、途中で、前記中間転写体の表面と接触する加熱手段であって該加熱手段の表面が前記中間転写体の表面と接触している該加熱手段により加熱溶融され、該加熱溶融された前記トナー像が下流で定着手段により紙等の記録材に転写されると同時に定着される画像形成装置における、前記加熱手段の駆動方法であって、
前記中間転写体の表面と接触する接触点における前記加熱手段の表面が、該接触点における前記中間転写体の表面の移動する方向と同じ方向に移動するように、前記加熱手段の表面を循環移動すると共に、前記中間転写体の表面の移動速度に対する前記加熱手段の表面の移動速度における増減の割合である加熱手段速度増減割合が、プラス０％以上となるようにして、前記加熱手段を駆動することを特徴とする画像形成装置における加熱手段の駆動方法。
【請求項５】
前記中間転写体はベルトで構成されていると共に、前記加熱手段は熱源を備えたローラで構成されている請求項４記載の画像形成装置における加熱手段の駆動方法。
【請求項６】
前記加熱手段速度増減割合が、２％以下である請求項４又は請求項５記載の画像形成装置における加熱手段の駆動方法。
【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処理を用いた画像形成装置に関し、詳しくは、中間転写体上に転写されたトナー像の記録材への転写及び定着を、同時に行う転写定着同時方式を用いた画像形成装置、及び、画像形成装置における加熱手段の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像形成装置としては、従来から、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た後、トナー像が転写された中間転写体を定着手段へ移動させ、この定着手段により、トナー像が転写された中間転写体に記録材である記録紙を重ねて接触させ、両者を加熱しながら加圧することにより、中間転写体上のトナー像を記録紙上に転写すると共に定着する、転写定着同時方式が採用されている。
【０００３】
ところが、この転写定着同時方式の画像形成装置は、以下に述べるような問題を包含している。即ち、まず、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７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。
【０００４】
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。尚、図７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で作用する加圧ローラ及び中間転写体ａからの加圧力である。
【０００５】
ところで、一般に、トナー像の加熱溶融が十分であれば、溶融したトナー像は、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等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。又、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。
【０００６】
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、トナー及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像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。
【０００７】
このように、トナー像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、トナーの温度及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。この場合には、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。
【０００８】
即ち、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及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。
【０００９】
そこで、転写定着同時方式の画像形成装置において、定着手段と対置され、この定着手段が接触する中間転写体のトナー像転写面とは反対側の中間転写体の面に接触させたローラに発熱体を内蔵することにより、このローラが接触している中間転写体を加熱する、内部加熱方式を採用した画像形成装置が提案されている。この内部加熱方式を採用した画像形成装置では、定着手段により中間転写体上のトナー像を記録紙上に転写して定着させる際に、定着手段のみならず、上記のローラによって中間転写体を加熱することにより、トナーの十分な溶融を行うものである。
【００１０】
しかし、この内部加熱方式を用いた画像形成装置では、記録紙の厚さや熱容量に応じて加熱エネルギーを変える等の対応が必要となり、画像形成装置の消費電力の増大等をもたらす。
【００１１】
そこで、この問題を解決するには、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共に、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。
【００１２】
このような方法や手段を実現するには、転写定着部に存在する、中間転写体と、トナー像、及び、記録紙の３社の内、トナー像を加熱溶融させなければならないのは必須であるが、画像形成装置の消費電力の増大を避けるためには、熱容量の大きい中間転写体或いは記録紙の全体を高温に加熱することは避け、中間転写体によってトナー像と接触している記録紙の境界領域における界面温度を上げることが望ましい。
【００１３】
そこで、中間転写体と記録紙とが接触する手前で、中間転写体をトナー像転写面側から非接触状態で輻射加熱する輻射加熱手段と、この輻射加熱手段からの輻射を吸収する輻射吸収層を、中間転写体表面又はその表面の近傍に備えた中間転写体とで構成される外部非接触加熱方式の画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
特許文献１に記載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転写面側から非接触加熱しており、その加熱源として、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が用いられている。又、上記の画像形成装置は、上述したように、この輻射加熱手段と、中間転写体の中間転写体の表面又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で構成されている。そして、中間転写体のトナー像転写面側から輻射加熱し、中間転写体表面又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、中間転写体に転写されているトナー像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。
【００１５】
しかし、この画像形成装置においても、装置の処理速度が高速になると、外部非接触加熱方式では、熱効率が悪く、たとえ中間転写体に輻射吸収層が設けられていても、トナー像が定着に必要な温度（１２０゜Ｃ以上）まで短時間で上昇させることは非常に困難である。そこで、これを解決するためには、例えば、処理速度を落とすとか、輻射幅を大きくとって加熱する等の必要があるが、処理速度を落とそうとすると高速処理対応は不可となり、輻射幅を大きくとって加熱しようとすると、ハロゲンランプ等の輻射加熱手段を複数個設置する等の必要があり、装置の大型化によるコストの増大や、消費電力の増大といった問題が生じてくる。
【００１６】
ところで、現在の中高速カラー複写機や複合機に使用される画像形成装置に求められる処理速度としては、一般的には１５０ｍｍ／ｓｅｃ〜２５０ｍｍ／ｓｅｃ程度の速度である。又、これらの画像形成装置では、一般に、転写定着同時方式のシステムとして、中間転写体にトランスフューズベルトを用いたトランスフューズシステムが採用されている。
【００１７】
このトランスフューズシステムに用いられるトランスフューズベルトは、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）、及び、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）又はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン））との３層構造で構成されている。
【００１８】
この内、上記の中間層は、記録紙の凹凸に対してトランスフューズベルトを記録紙に十分に追従させてトナー像を記録紙側に溶融転移させるために、シリコーンゴムで形成されているが、この中間層は、画質の品質の観点から必要不可欠である。又、この中間層を形成するシリコーンゴムは低硬度であり、且つ、この中間層の膜厚が、ある程度の厚さ（３００μｍ以上）であることが要求される。このように、トランスフューズベルトに要求される種々の特性等から、このトランスフューズベルトに用いられる個々の材質は、全て熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以下と悪く、又、ベルト厚も総厚で４００μｍ以上必要である。
【００１９】
このため、例えば、上記の画像形勢装置の処理速度が２５０ｍｍ／ｓｅｃの場合には、トランスフューズベルトに転写されているトナー像を、上述した内部加熱方式、或いは、外部非接触加熱方式のいずれの方法で加熱したとしても、ベルトの熱伝導率の悪さや、加熱効率の悪さが原因となって、上記のトナー像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。
【００２０】
これを解決するには、内部加熱方式の場合であれば、トランスフューズベルトの加熱面積を大きくする必要があり、このためには、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、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たりする等の方法がある。又、外部非接触加熱方式の場合であれば、輻射加熱装置を大きくする等の方法がある。しかし、これらの方法は、いずれも、装置の大型化や、消費電力の増大等によるコストアップ、並びに、ウォームアップ時間の増大等による性能低下等をもたらすことになる。
【００２１】
そこで、これを解決するために、上記のトランスフューズシステムにおいて、トランスフューズベルトと記録紙とが接触する手前に、トランスフューズベルトのトナー転写面に当接する加熱手段としての外部加熱ローラを設け、この外部加熱ローラにより、トランスフューズベルトに転写されているトナー像を加熱する、外部接触加熱方式が提案されている。
【００２２】
この外部接触加熱方式では、外部加熱ローラがトランスフューズベルトのトナー像転写面に接触して加熱を行うので、ベルトの厚み、熱伝導率の悪さの影響を受けることもなく、又、熱効率も高く、加熱時間の制約を受ける系であっても十分にトナー像を加熱溶融できる。従って、処理速度の高速化に対しても十分対応することができる。
【特許文献１】特開２００２−３６５９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
上述したように、画像形勢装置の処理速度の向上を図るためには、上記の外部接触加熱方式は、きわめて有効な方式である。又、この外部接触加熱方式では、中間転写体であるトランスフューズベルトに外部加熱ローラを当接することにより、トナー像を形成する粉末形状のトナー層がトランスフューズベルト上で溶融し薄く広がるフィルミング効果を得ることが可能である。
【００２４】
そこで、このフィルミング効果を増強するために、従来、外部加熱ローラの回転速度を、トランスフューズベルトの移動速度よりも遅くしていた。しかし、この状態では、記録紙に転写された像の濃度は、上述した内部加熱方式等と比べて増大するが、トナー像乱れが生じてしまう。
【００２５】
そこで、この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、転写定着同時方式を用いた画像形勢装置において、記録紙に転写されたトナー像が必要な濃度を備えると共に、このトナー像の画像乱れを抑制することが可能な画像形勢装置、及び、このような画像形成装置に用いられる加熱手段の駆動方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
まず、本発明の画像形成装置について説明する。本発明の画像形成装置は、循環移動する中間転写体の表面に上流でトナー像が転写され、該転写されたトナー像が途中で中間転写体の表面と接触する加熱手段により加熱溶融され、該加熱溶融されたトナー像が下流で定着手段により紙等の記録材に転写されると同時に定着される画像形成装置である。
【００２７】
この画像形成装置では、加熱手段は、該加熱手段の表面が中間転写体の表面と接触しており、該接触点における加熱手段の表面が、該接触点における中間転写体の表面の移動する方向と同じ方向に移動するように循環移動すると共に、中間転写体の表面の移動速度に対する加熱手段の表面の移動速度における増減の割合である加熱手段速度増減割合が、プラス０％以上であることを特徴としている。
【００２８】
上記の画像形成装置は、具体的には、中間転写体はベルトで構成すると共に、加熱手段は熱源を備えたローラで構成するのが好適である。
【００２９】
又、上記の画像形成装置において、加熱手段速度増減割合が２％以下となるようにするのが好ましい。即ち、上記の加熱手段における加熱手段速度増減割合は、プラス０％以上で、且つ、２％以下となるように、加熱手段の表面の移動速度を設定する。
【００３０】
上記のように加熱手段の表面の移動速度を設定することにより、転写定着同時方式を用いた画像形勢装置において、記録紙に転写されたトナー像が必要な濃度を備えると共に、このトナー像の画像乱れを抑制することができる。
【００３１】
次に、本発明の画像形成装置における加熱手段の駆動方法について説明する。本発明の画像形成装置における加熱手段の駆動方法は、循環移動する中間転写体の表面に上流でトナー像が転写され、該転写されたトナー像が、途中で、中間転写体の表面と接触する加熱手段であって該加熱手段の表面が中間転写体の表面と接触している該加熱手段により加熱溶融され、該加熱溶融されたトナー像が下流で定着手段により紙等の記録材に転写されると同時に定着される画像形成装置における加熱手段の駆動方法である。
【００３２】
この画像形成装置における加熱手段の駆動方法では、中間転写体の表面と接触する接触点における加熱手段の表面が、該接触点における中間転写体の表面の移動する方向と同じ方向に移動するように、加熱手段の表面を循環移動すると共に、中間転写体の表面の移動速度に対する加熱手段の表面の移動速度における増減の割合である加熱手段速度増減割合が、プラス０％以上となるようにして、加熱手段を駆動することを特徴としている。
【００３３】
上記の画像形成装置における加熱手段の駆動方法が用いられる画像形成装置は、具体的には、中間転写体はベルトで構成されると共に、加熱手段は熱源を備えたローラで構成されるのが好適である。
【００３４】
又、上記の画像形成装置における加熱手段の駆動方法において、加熱手段速度増減割合が２％以下となるようにするのが好ましい。
【００３５】
上記の画像形成装置における加熱手段の駆動方法は、上述した画像形成装置と同様の作用効果を備えている。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、転写定着同時方式を用いた画像形勢装置において、加熱手段は、該加熱手段の表面が中間転写体の表面と接触しており、該接触点における加熱手段の表面が、該接触点における中間転写体の表面の移動する方向と同じ方向に移動するように循環移動する。又、中間転写体の表面の移動速度に対する加熱手段の表面の移動速度における増減の割合である加熱手段速度増減割合が、０％以上で、且つ、２％以下となるように、加熱手段の表面の移動速度が設定される。そのため、記録紙に転写されたトナー像が必要な濃度を備えると共に、このトナー像の画像乱れを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態における画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、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。
【００３８】
＜カラーレーザープリンタ全体の構成の説明＞
図１は、転写定着同時方式を用いた本実施の形態における画像形成装置であるカラーレーザープリンタ１０の内部構成の概略を示した構成図である。本カラーレーザープリンタ１０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、所定の記録材である記録紙Ｐ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１０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、及び記録紙搬送路Ｓ等を備えて構成されている。
【００３９】
尚、本カラーレーザープリンタ１０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（Ｋ）に、ｂがシアン（Ｃ）に、ｃがマゼンタ（Ｍ）に、そして、ｄがイエロー（Ｙ）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。
【００４０】
感光体ドラム３は、本カラーレーザープリンタ１０の上部に配置（装着）され、後述するごとく露光ユニット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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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）、及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。この内、トランスフューズベルト駆動ローラ６２、転写ローラ６４、及び、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、矢印Ｚ１方向への回転駆動に伴って、トランスフューズベルト６１を矢印Ｚ２方向に循環駆動させるようにしている。
【００４６】
又、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、矢印Ｚ３方向へ回転駆動されると共に、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。この外部加熱ローラ６６が、前述の加熱手段に相当する。
【００４７】
又、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、矢印Ｚ４方向へ回転駆動され、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を転写すると同時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。この加圧ローラ６７が、前述の定着手段に相当する。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
＜トランスフューズユニットの説明＞
次に、トランスフューズユニット６について詳述する。このトランスフューズユニット６では、トランスフューズベルト６１が、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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にトナー像Ｔ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。
【００５４】
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１６０゜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。
【００５５】
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。そこで、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。
【００５６】
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。
【００５７】
そのため、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、本実施の形態では、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。
【００５８】
尚、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、加熱等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。
【００５９】
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等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。
【００６０】
上記の外部加熱ローラ６６は、上述したように矢印Ｚ３方向へ回転駆動されるが、この回転方向は、外部加熱ローラ６６がトランスフューズベルト６１と接触している接触点において、トランスフューズベルト６１に接触している外部加熱ローラ６６の表面が、この外部加熱ローラ６６が接触しているトランスフューズベルト６１の移動方向と同じ方向に移動するような方向である。この外部加熱ローラ６６の接触表面の移動速度を、外部加熱ローラ線速度Ｓｒと称すると共に、トランスフューズベルト６１の移動する速度を、トランスフューズベルト線速度Ｓｂと称する。そして、外部加熱ローラ線速度Ｓｒのトランスフューズベルト線速度Ｓｂに対する増減の割合を、外部加熱ローラ線速比と称する。この外部加熱ローラ線速比が、前述の加熱手段速度増減割合に相当する。
【００６１】
本実施の形態において、外部加熱ローラ線速比を変化させると、即ち、上記の外部加熱ローラ線速度Ｓｒを、トランスフューズベルト線速度Ｓｒに対して変化させると、記録紙に転写されたトナー像の濃度やトナー像の画像乱れが微妙に変化することが、実験等により判明している。本発明は、この点に鑑みてなされており、この点に付いては後述する。
【００６２】
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。
【００６３】
又、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。
【００６４】
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。
【００６５】
上記のトランスフューズユニット６において、上述したように、外部加熱ローラ線速度Ｓｒを、トランスフューズベルト線速度Ｓｒに対して変化させると、即ち、外部加熱ローラ線速比を変化させると、記録紙に転写されたトナー像の濃度やトナー像の画像乱れが微妙に変化することが、実験等により判明している。図３は、この実験における、外部加熱ローラ線速比を変化させた場合の、記録紙Ｐに転写定着された画像における、１５０ｄｐｉの細線の拡大図であり、図４は、ベタ画像の拡大図である。１５０ｄｐｉの細線とは、１５０本の線を線幅と線相互間の距離とが同じとなるようにして１インチの幅に並べた状態における各線をいう。又、ベタ画像とは、一面に塗りつぶされた画像をいう。
【００６６】
図３(ａ)、(ｂ)、(ｃ)、及び、図４(ａ)、(ｂ)、(ｃ)、は、それぞれ、外部加熱ローラ線速比を、−２．５％、０％、及び、２．５％としたときの状態を示している。図３及び図４において、下方から上方にかけた方向が記録紙Ｐの排出方向である。又、図５は、外部加熱ローラ線速比を変化させた場合の、記録紙Ｐに転写定着された画像の濃度を、ＩＤ値で表したグラフである。
【００６７】
図３(ａ)では、細線から上方に向かって伸びたひげ状のものが存在するが、これは、トナーが押しつぶされずに固まりの状態で引きずられる結果生じるものであり、このため、細線画像に画像乱れが生じる。これに対して、図３(ｂ)及び(ｃ)では、そのようなひげ状のものは存在せず、トナーが完全に押しつぶされた状態であり、細線画像に画像乱れは生じていない。つまり、外部加熱ローラ線速比が−２．５％の場合、即ち、外部加熱ローラ線速度Ｓｒがトランスフューズベルト線速度Ｓｒよりも遅い場合は、細線画像に画像乱れが生じるが、外部加熱ローラ線速比が０％の場合、及び、２．５％の場合、即ち、外部加熱ローラ線速度Ｓｒがトランスフューズベルト線速度Ｓｒと同じか、それよりも速い場合、即ち、外部加熱ローラ線速比がプラス０％以上の場合は、細線画像に画像乱れは生じない。
【００６８】
これは、次のような理由によると考えられる。即ち、図６において、トランスフューズベルト２１上に付着したトナー層が外部加熱ローラ２８の加熱部Ｘで溶融する際に、一旦加熱部Ｘの入り口部でトナー溜りが発生した後、溶融したトナー層が順に送られることにより、溶融したトナー層がトランスフューズベルト２１上に形成される。
【００６９】
この際に、外部加熱ローラ２８の方が遅い場合は、外部加熱ローラ２８の表面が壁となるため、加熱部Ｘの入り口部でトナー溜り発生量が多くなり、このトナー溜りが外部加熱ローラ２８とトランスフューズベルト２１の間の立体障害により、外部加熱ローラ２８に引っかかった状態で溶融したトナー層が送られるため排紙方向へずれてしまう。このため、加熱部Ｘの出口では、引きずられたトナー層が記録紙上のトナー像の後方側の記録紙上に付着するので、排紙方向への引きずり痕が生じて細線画像の画像乱れが発生する。
【００７０】
一方、外部加熱ローラ２８の方が速い場合は、外部加熱ローラ２８の表面が加熱部Ｘへ順にトナー層をかき込むため、加熱部Ｘの入り口部でのトナー溜り発生量が少なくなり、溶融したトナー層は排紙方向へずれることなく送られる。このため、加熱部Ｘの出口では、トナー層は当初の位置に付着するので、排紙方向への引きずり痕は生じず、細線画像の画像乱れは発生しない。図示していないが、ベタ画像のエッジ部分でも同様の現象が生じている。
【００７１】
又、記録紙Ｐに転写定着された画像の濃度についてみると、図４(ａ)では、図４(ｂ)及び(ｃ)に比べると、白い部分が少なく、これは、図４(ａ)におけるベタ画像の濃度が、図４(ｂ)及び(ｃ)のベタ画像の濃度よりも高いことがわかる。即ち、外部加熱ローラ線速度Ｓｒが、トランスフューズベルト線速度Ｓｒよりも遅い場合は、外部加熱ローラ線速度Ｓｒが、トランスフューズベルト線速度Ｓｒと同じか、それよりも速い場合に比べて、ベタ画像の濃度が高くなる。この点について、図５の、記録紙Ｐに転写定着された画像の濃度を表したグラフから、更に、一般的な傾向として、外部加熱ローラ線速比が増加すると、記録紙Ｐに転写定着された画像の濃度が低くなる。
【００７２】
以上の結果について、実験による実測値等を基に作成したのが、表１である。表１において、○印は良好、△印はやや不良、×印はやや不良を表す。表１から、外部加熱ローラ線速比がプラス０％以上であれば、細線画像に画像乱れは生じない。又、外部加熱ローラ線速比が増加すると、記録紙Ｐに転写定着された画像の濃度が低くなる。そこで、記録紙Ｐに転写定着された画像の濃度に付き、実用的な観点から、ＩＤ値が１．３以上必要であるとすると、図５から、外部加熱ローラ線速比が２％以下であればよい。従って、記録紙Ｐに転写定着された画像に、画像乱れが生じず、且つ、必要な濃度が得られるのは、外部加熱ローラ線速比がプラス０％以上で２％以下の範囲である。
【００７３】
【表１】
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【００７４】
＜カラーレーザープリンタによる画像形成動作の説明＞
次に、カラーレーザープリンタ１０による画像形成動作について説明する。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及び加圧ローラ６７内のハロゲンランプ６７４がＯＮとなり、外部加熱ローラ６６及び加圧ローラ６７の表面を所定の温度に昇温させる。
【００７５】
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及び加圧ローラ６７の立ち上がりが遅れるのを防止し、又、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。又、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。
【００７６】
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及び加圧ローラ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。この際、外部加熱ローラ６６における外部加熱ローラ線速比が、プラス０％以上で２％以下の範囲となるように、外部加熱ローラ６６を駆動制御する。
【００７７】
トランスフューズベルト６１上に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。そして、この溶融したトナー像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。
【００７８】
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等がクリーニングされる。
【００７９】
又、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及び記録紙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。
【００８０】
上記の本実施の形態における転写定着同時方式を用いたカラーレーザープリンタ１０によれば、外部加熱ローラ（加熱手段）６６は、該外部加熱ローラ６６の表面がトランスフューズベルト（中間転写体）６１の表面と接触しており、該接触点における外部加熱ローラ６６の表面が、該接触点におけるトランスフューズベルト６１の表面の移動する方向と同じ方向に移動するように循環移動する。又、トランスフューズベルト６１の表面の移動速度に対する外部加熱ローラ６６の表面の移動速度における増減の割合である加熱手段速度増減割合、即ち、外部加熱ローラ線速比が、プラス０％以上で、且つ、２％以下となるように、外部加熱ローラ６６の表面の移動速度が設定される。そのため、記録紙Ｐに転写されたトナー像が必要な濃度を備えると共に、このトナー像の画像乱れを抑制することができる。
【００８１】
尚、本発明は、本実施の形態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、本実施の形態では、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等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することができる。
【００８２】
又、本実施の形態においては、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】
【００８３】
【図１】本発明の本実施の形態に係るカラーレーザープリンタの構成を示した構成図である。
【図２】トランスフューズベルト駆動ローラ付近の詳細拡大図である。
【図３】(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は、外部加熱ローラ線速比を変化させた場合の記録紙に転写定着された１５０ｄｐｉの細線の拡大図である。
【図４】(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は、外部加熱ローラ線速比を変化させた場合の記録紙に転写定着された画像ベタ画像の拡大図である。
【図５】外部加熱ローラ線速比を変化させた場合の記録紙に転写定着された画像の濃度を表したグラフである。
【図６】外部加熱ローラに係る動作説明用の外部加熱ローラ付近の拡大図である。
【図７】トランスフューズ画像形成方法におけるトナーに作用する力を概念的に示した説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
１（１ａ〜１ｄ）  露光ユニット
２（２ａ〜２ｄ）  現像装置
３（３ａ〜３ｄ）  感光体ドラム（トナー像担持体）
４（４ａ〜４ｄ）  帯電器
５（５ａ〜５ｄ）  クリーナユニット
６  トランスフューズユニット
６１  トランスフューズベルト（中間転写体）
６１１  基材
６１２  弾性層
６１３  離型層（表面層）
６２  トランスフューズベルト駆動ローラ
６３  トランスフューズベルト従動ローラ
６４（６４ａ〜６４ｄ）  転写ローラ
６５  トランスフューズベルトクリーニングユニット
６６  外部加熱ローラ（加熱手段）
６６１  中空芯金
６６２  ハロゲンランプ
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）
６７１  芯金
６７２  弾性層
６７３  離型層
６７４  ハロゲンランプ
６９ａ  サーミスタ
６９ｂ  サーミスタ
１０  カラーレーザープリンタ（画像形成装置）
Ｎ  定着ニップ部
Ｐ  記録紙（記録材）
Ｓ  記録紙搬送路
ＳＴａ〜ＳＴｄ  画像形成ステーション
Ｔ  トナー像
Ｚ１  矢印
Ｚ２  矢印
Ｚ３  矢印
Ｚ４  矢印
【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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