JPH11194631A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着の高速化が可能で、カラー画像のように
種々の層厚が混在する多層のトナー画像に対しても安定
した定着性能を得ることができると共に、ウォームアッ
プ時間が短く熱効率に優れ、使用条件や記録紙の種類に
よって定着性能が変動しない画像形成装置を提供する。 【解決手段】 中間転写ベルト２１の加熱部Ｘにて加熱
溶融された複数色のトナー像Ｔを、該中間転写ベルト２
１と加圧ローラ２４との圧接位置である定着ニップ部Ｙ
において転写定着する。このとき、上記定着ニップ部Ｙ
は、該中間転写ベルト２１の周回方向における上記加熱
部Ｘよりも下流側に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機、ファクシミリ、プリ
ンタ等の電子写真プロセスを利用した画像形成装置にお
いては、感光体表面にトナー像を形成し、このトナー像
を記録紙上に転写した後、記録紙を定着装置に導き、ト
ナー像を記録紙に定着させて永久画像とする方式のもの
が一般的に使用されている。

【０００３】また、近年、感光体上のトナー画像を中間
転写ベルト上に一次転写した後、このトナー像を加熱し
て記録紙上に転写・定着する方式のものも実用化されて
いる。このような方式を採用した画像形成装置として、
例えば、特開平８−４４２２０号公報に開示されている
画像形成装置（公知技術ａ）や、特開平９−１１４２８
２号公報に開示されている画像形成装置（公知技術ｂ）
等がある。

【０００４】上記公知技術ａの画像形成装置は、特にカ
ラー画像形成を目的としたものであり、図１０に示すよ
うに、表面にトナー画像Ｔが現像された感光体８４を備
え、駆動ローラを兼用した転写ローラ８１により上記感
光体８４上に現像された各色トナー画像Ｔが順次中間転
写ベルト８０上に転写される。

【０００５】上記中間転写ベルト８０は、転写ローラ８
１、ベルトテンションローラを兼ねる従動ローラ８２、
及びサーマルヒータ８３との間に巻きかけられており、
サーマルヒータ８３の対向位置には中間転写ベルト８０
を介して加圧ローラ８５が離接可能に配置されている。

【０００６】上記加圧ローラ８５は、中間転写ベルト８
０上に各色トナー画像が転写されている間は中間転写ベ
ルト８０から離脱しており、中間転写ベルト８０上への
トナー画像の転写工程が完了した後、中間転写ベルト８
０に圧接するようになっている。

【０００７】そして、サーマルヒータ８３と加圧ローラ
８５の圧接部（定着ニップ部）Ｙに記録紙Ｐを搬送し、
サーマルヒータ８３の熱及び加圧ローラ８５による圧力
とにより、多色トナー像Ｔ’が記録紙Ｐ上に転写定着さ
れる。

【０００８】また、上記公知技術ｂの画像形成装置は、
図１１に示すように、支持ローラ９２，９３に巻きかけ
られて感光ベルト９１に対向する位置に配設された中間
転写ベルト９５を備えている。

【０００９】上記画像形成装置では、先ず、感光ベルト
９１上にトナー像Ｔを形成し、この感光ベルト９１から
中間転写ベルト９５上に転写する。そして、中間転写ベ
ルト９５上に転写されたトナー像Ｔ’は、中間転写ベル
ト９５外周面に当接し内部にハロゲンランプからなる熱
源９６ａを有する加熱ローラ９６により予め加熱溶融さ
れた後、その下流側の支持ローラ９３と加圧ローラ９７
との圧接部（定着ニップ部）Ｙにおいて、記録材Ｐ上に
転写定着される。

【００１０】この画像形成装置においては、トナー及び
熱容量の小さい中間転写ベルト９５を事前に加熱するこ
とで、トナーのみを十分加熱溶融でき記録材Ｐを昇温す
る必要がないため、定着エネルギーが従来の約１／３に
低減できるという効果を奏している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公知技
術（ａ）の画像形成装置では、以下に示す問題点が生じ
る。

【００１２】１）十分な定着強度を得ようとした場合、
トナーと記録紙の界面温度を十分上昇させる必要があ
る。特にカラー画像のように多色トナーにより多層に形
成されたトナー画像の場合、トナーと記録紙界面まで十
分熱を伝達させるために定着ニップ部で長い加熱時間が
必要となり、定着速度の高速化に限界が生じる。

【００１３】２）カラー画像のように層厚の異なるトナ
ー像が混在した多層のトナー画像の定着強度を満足させ
るように加熱した場合、単層のトナーからなる画像部分
が加熱過多となり、所謂高温オフセットが発生する。逆
に、定着条件を単層のトナー画像に合わせた場合には、
多層のトナーからなる画像部分が熱不足となり、定着不
良となる。

【００１４】また、上記公知技術（ｂ）の画像形成装置
では、以下に示す問題点が生じる。

【００１５】３）記録材Ｐにトナー像を転写定着する
際、たとえトナーが十分加熱溶融されていても記録材が
冷えていると、トナーが記録材Ｐの繊維間に浸透するよ
り先に記録材に熱を奪われ冷却固化してしまうため十分
な定着強度が得られない虞がある。そこで、十分な定着
強度を得るためには、記録材Ｐを予め予熱するかあるい
は定着ニップ部Ｙにおいて記録材Ｐも十分昇温できるよ
うトナー及び中間転写ベルト９５を予めトナーの溶融温
度よりかなり高い温度（例えばトナーの溶融温度を１０
２℃とした場合、１７０℃以上）に過剰に加熱しなけれ
ばならず、モノクロ画像のようにトナー層が単層の場合
には必要定着エネルギーとしては従来方式とほとんど変
わらなくなる。

【００１６】４）加熱ローラ９６により加熱されたトナ
ー及び中間転写ベルト９５は、記録材Ｐに圧接される前
に支持ローラ９３に当接するため、支持ローラ９３がト
ナーや中間転写ベルト９５と同等の温度に加熱されてい
ないと、該支持ローラ９３に熱を奪われ記録材Ｐへの転
写同時定着以前にトナーが冷却固化してしまう。この問
題を避けるために支持ローラ９３を十分加熱することが
考えられるが、この場合、長いウォームアップ時間を必
要としてしまう。

【００１７】さらに、上記公知技術（ａ）（ｂ）に共通
の課題として、以下の問題点が生じる。

【００１８】５）トナーの定着性能はサーマルヒータや
加熱ローラの温度だけでなく加圧ローラの温度にも依存
するため、ウォームアップ直後や連続通紙時等使用条件
が変わると定着性能がばらつきやすい。また、記録紙の
種類（普通紙、封筒、はがき、ＯＨＰ、ラベル紙等）や
厚さ（坪量）によっても定着性能がばらついてしまう。

【００１９】本発明は、上記の各問題に鑑みてなされた
もので、その目的は、定着の高速化が可能で、カラー画
像のように種々の層厚が混在する多層のトナー画像に対
しても安定した定着性能を得ることができると共に、ウ
ォームアップ時間が短く熱効率に優れ、使用条件や記録
紙の種類によって定着性能が変動しない画像形成装置を
提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１のカラー画像形
成装置は、上記の課題を解決するために、トナー像の形
成面が周回可能に支持された像担持体と、上記像担持体
上に複数色のトナーを順次転写することで、複数色のト
ナー像を形成する像形成手段と、上記像担持体上に全て
の色のトナーが転写された後、該トナー像を加熱溶融す
る加熱手段と、上記像担持体上に全ての色のトナーが転
写された後、該像担持体をトナー像の形成面側から圧接
する加圧手段とを備え、上記加熱溶融された複数色のト
ナー像を、上記像担持体と加圧手段との圧接位置に搬送
される記録材に、転写定着するカラー画像形成装置にお
いて、上記加圧手段と上記像担持体との圧接位置が、該
像担持体の周回方向における上記加熱手段によりトナー
像が加熱される加熱位置よりも下流側に設定されている
ことを特徴としている。

【００２１】上記の構成によれば、加圧手段と像担持体
との圧接位置が、該像担持体の周回方向における上記加
熱手段によりトナー像が加熱される加熱位置よりも下流
側に設定されていることで、トナーの加熱位置とトナー
の記録材への転写定着位置とが分離された状態となる。

【００２２】これにより、トナー像を加熱する部分の長
さを長くできるので、像担持体上に形成されたトナー像
を広い範囲で加熱することが可能となり、多色のトナー
により複数層に形成されたトナー像の場合であっても、
層厚に関係なく均一に、しかも短時間でトナー像を溶融
することができる。

【００２３】したがって、多色のトナーにより複数層に
形成されたトナー像の定着を高速に行うことが可能とな
る。また、層厚の異なるトナー像が混在していても均一
で安定した定着性能を得ることが可能となる。

【００２４】請求項２のカラー画像形成装置は、上記の
課題を解決するために、請求項１の構成に加えて、トナ
ー像が記録材に転写定着される際のトナーと記録材との
界面の温度をＴ１、十分な定着強度が得られるようにト
ナー粘度の値が設定された時のトナー温度をＴ２とした
時、 Ｔ１≧Ｔ２ となるように予め上記加熱手段によりトナー像及び像担
持体が加熱されていることを特徴としている。

【００２５】上記の構成によれば、請求項１の作用に加
えて、トナー像が記録材に転写定着される際のトナーと
記録材との界面の温度Ｔ１が、十分な定着強度が得られ
るようにトナー粘度の値が設定された時のトナー温度Ｔ
２以上となるように加熱手段によりトナー像及び像担持
体が加熱されていることで、トナーと記録材の界面温度
が十分な定着強度が確保される温度に昇温されることに
なり、像担持体と加圧手段との間の圧接部に搬送された
記録材の温度に影響されない。したがって、加圧手段と
像担持体との圧接位置に搬送される記録材の冷え過ぎに
よる定着不良の発生を防止できる。

【００２６】請求項３のカラー画像形成装置は、上記課
題を解決するために、請求項２の構成に加えて、上記ト
ナーと記録材との界面の温度は、転写定着される直前の
トナー、像担持体、加圧手段、記録材の各温度から理論
計算により求められることを特徴としている。

【００２７】上記の構成によれば、請求項２の作用に加
えて、トナーと記録材との界面の温度が実測可能な温度
から理論計算により求められるので、実測し難いトナー
と記録材との界面の温度を容易に求めることができる。

【００２８】請求項４のカラー画像形成装置は、上記課
題を解決するために、請求項１の構成に加えて、トナー
の軟化点温度をＴ３、トナー像が記録材に転写定着され
る直前のトナーの温度をＴ４とした時 Ｔ４−Ｔ３≧６０（℃） となるように予め上記加熱手段によってトナー像及び像
担持体を加熱することを特徴としている。

【００２９】上記の構成によれば、請求項１の作用に加
えて、トナー像が記録材に転写定着される直前のトナー
の温度Ｔ４とトナーの軟化点温度Ｔ３との差が６０℃以
上となるように、トナー像及び像担持体が加熱されてい
ることで、トナーと記録材の界面温度が十分な定着強度
が確保される温度に昇温されることになり、像担持体と
加圧手段との間の圧接部に搬送された記録材の温度に影
響されない。したがって、加圧手段と像担持体との圧接
位置に搬送される記録材の冷え過ぎによる定着不良の発
生を防止できる。

【００３０】請求項５のカラー画像形成装置は、上記課
題を解決するために、請求項１ないし４の何れかの構成
に加えて、上記像担持体は、少なくとも２つのローラに
よって張架されたベルト形状の像担持ベルトからなると
共に、加熱手段は、該像担持ベルト内部に配置されてい
ることを特徴としている。

【００３１】上記の構成によれば、請求項１ないし４の
何れかの作用に加えて、像担持体がベルト形状であり、
且つこのベルト内に加熱手段が配置されていることで、
像担持ベルト内面側から、像担持ベルトの外面側（トナ
ー像形成面）に熱を伝えることになる。しかも、加熱手
段をベルト形状に合わせて長く形成すれば、トナーを溶
融加熱する加熱部の幅を容易に広くすることができる。
また、加熱手段がベルト張架手段を兼用することで構成
を簡略化できる。

【００３２】これにより、複数色のトナーからなるトナ
ー像に対して、層厚に関わらず、均一に熱を加えること
ができるような加熱部を自由に設計できるので、装置の
設計の自由度を増加させることができる。

【００３３】請求項６のカラー画像形成装置は、上記課
題を解決するために、請求項５の構成に加えて、上記加
熱手段は、上記像担持ベルトを張架するローラのうち、
加圧手段による像担持ベルトの加圧位置よりも上流側端
部のローラを兼ねるローラ形状の加熱ローラからなるこ
とを特徴としている。

【００３４】上記の構成によれば、請求項５の作用に加
えて、像担持ベルトを張架するローラが加熱ローラであ
るので、該像担持ベルトの表面の加熱ローラに接触する
部分が加熱部となる。これにより、像担持ベルトが加熱
ローラに巻き付けられた部分が加熱部となるので、加熱
ローラの直径や、像担持ベルトの加熱ローラへの巻付け
角を調整するだけで容易に加熱部の幅を調整することが
できる。さらに、装置の設計の自由度を増加させること
ができる。

【００３５】請求項７のカラー画像形成装置は、上記課
題を解決するために、請求項６の構成に加えて、上記加
熱ローラの内部には、ヒータランプが設けられているこ
とを特徴としている。

【００３６】上記の構成によれば、請求項６の作用に加
えて、加熱ローラの内部にヒータランプが設けられてい
ることで、このヒータランプへの通電のＯＮ／ＯＦＦを
制御するだけで容易に該加熱ローラによる加熱部の加熱
制御を行うことができる。

【００３７】請求項８のカラー画像形成装置は、上記課
題を解決するために、請求項５の構成に加えて、上記加
熱手段は、上記像担持ベルトを張架する２つのローラの
一方のローラと加圧位置との間に配置され、内周面側よ
り該像担持ベルトに摺接するように配置されていること
を特徴としている。

【００３８】上記の構成によれば、請求項５の作用に加
えて、加熱手段は、上記像担持ベルトを張架する２つの
ローラの一方のローラと加圧位置との間に配置され、内
周面側より該像担持ベルトに摺接するように配置されて
いることで、請求項６のように、像担持ベルトを張架す
る加熱ローラを加熱手段とした場合に比べて、上記加圧
位置に近い位置に加熱手段が配置されていることにな
る。

【００３９】これにより、加熱部から加圧位置までの距
離が短くなり、加熱溶融されたトナー像の温度降下を極
力抑えることができるので、トナー像の温度降下による
定着不良をなくすことができる。

【００４０】したがって、請求項６のように、像担持ベ
ルトを張架する加熱ローラを加熱手段とした場合に比べ
て定着安定性が向上できる。

【００４１】請求項９のカラー画像形成装置は、上記課
題を解決するために、請求項８の構成に加えて、上記加
熱手段は、通電後、迅速に加熱可能な面状発熱体を有す
るサーマルヒータからなることを特徴としている。

【００４２】上記の構成によれば、請求項８の作用に加
えて、加熱手段は、通電後、迅速に加熱可能な面状発熱
体を有するサーマルヒータからなることで、サーマルヒ
ータの昇温を迅速に行うことができる。また、サーマル
ヒータは平板状であるため、定着ニップ部に、より近接
配置することができ、加熱部と定着ニップ部の間でのト
ナーの温度降下を極力抑えることができる。これによ
り、加熱手段の温度制御が容易になる。

【００４３】請求項１０のカラー画像形成装置は、上記
課題を解決するために、請求項１ないし４の何れかの構
成に加えて、上記像担持体は、ドラム形状の像担持ドラ
ムからなると共に、上記加熱手段は、該像担持ドラム内
に設けられていることを特徴としている。

【００４４】上記の構成によれば、請求項１ないし４の
何れかの作用に加えて、像担持体が、ドラム形状の像担
持ドラムからなると共に、加熱手段が、該像担持ドラム
内に設けられていることで、加圧手段は、像担持ドラム
のトナー形成面を押圧することにより圧接部（定着ニッ
プ部）を構成しいている。即ち、加圧手段としてローラ
を用いた場合、一つのローラで良いことになる。

【００４５】これに対して、像担持ベルトでは、内周面
側と外周面側の両面側から該像担持ベルトを挟持するよ
うにして圧接部（定着ニップ部）を構成している。即
ち、加圧手段としてローラを用いた場合には、ベルト内
周面側と外周面側とで少なくとも２つのローラが必要に
なる。

【００４６】したがって、像担持体として像担持ベルト
を用いた場合、トナーの熱が定着ニップ部を構成するロ
ーラに奪われる虞があるので、トナーの温度降下による
定着不良が生じる虞がある。

【００４７】これに対して、像担持体として像担持ドラ
ムを用いた場合、ローラが一つだけであるので、奪われ
るトナーの熱が少なくて済む。これにより、トナーの熱
が加圧手段により奪われることを考慮しなくて装置の設
計ができるので、装置構成上の自由度が増加する。

【００４８】請求項１１のカラー画像形成装置は、上記
課題を解決するために、請求項１０の構成に加えて、上
記像担持ドラム内面には、金属ドラムが形成されると共
に、上記加熱手段は、上記金属ドラムを誘導加熱するコ
イルからなることを特徴としている。

【００４９】上記の構成によれば、請求項１０の作用に
加えて、加熱手段は、像担持ドラム内部の金属ドラムを
誘導加熱するコイルからなることで、コイルは金属ドラ
ムに接触することなく加熱することができる。これによ
り、上記コイルを像担持ドラム内の所定の位置に固定さ
せることができる。

【００５０】また、コイルは、通電後、直ぐに立ち上が
り所定の温度に達するように金属ドラムを誘導加熱する
ようになっているので、ウォーミングアップ時間を短く
できる。

【００５１】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の実施の
一形態について図１ないし図７に基づいて説明すれば、
以下の通りである。尚、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
ついて説明する。

【００５２】先ず、本実施の形態に係るカラーレーザプ
リンタの概略について以下に説明する。

【００５３】上記カラーレーザプリンタは、図１に示す
ように、像形成手段としての４組の可視像形成ユニット
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂ及び転写定着ユニット
２０を備えている。

【００５４】上記転写定着ユニット２０は、像担持ベル
トとしての中間転写ベルト２１、加熱手段としての加熱
ローラ２２、定着ローラ２３、加圧ローラ２４、テンシ
ョンローラ２５、クリーニングローラ２６を備えてい
る。

【００５５】上記中間転写ベルト２１は、上記の４組の
可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂに
よって形成されるトナー像を担持する像担持体であり、
加熱ローラ２２及びテンションローラ２５によって張架
されている。この中間転写ベルト２１の回転方向におけ
る加熱ローラ２２の下流側には、一対のローラとしての
定着ローラ２３と加圧ローラ２４が中間転写ベルト２１
を挟んで対向配置されている。上記加圧ローラ２４は、
上記定着ローラ２３に対し図示していない加圧手段によ
り所定の圧力で圧接されている。

【００５６】上記中間転写ベルト２１の回転方向におけ
る定着ローラ２３と加圧ローラ２４との配設位置の下流
側には、クリーニングローラ２６がテンションローラ２
５に対し中間転写ベルト２１を挟んで対向配置されてい
る。上記クリーニングローラ２６は、テンションローラ
２５に対し図示していない加圧装置により所定の圧力で
押圧されている。

【００５７】上記中間転写ベルト２１の回転方向におけ
るクリーニングローラ２６の配設位置の下流側には、中
間転写ベルト２１外周面に対向する形で上述の４組の可
視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂが順
次配置されている。

【００５８】それぞれの可視像形成ユニットには、感光
体ドラム１１の周囲に帯電ローラ１２、レーザー光照射
手段１３、現像器１４、転写ローラ１５、クリーナー１
６が配置されている。図１では、可視像形成ユニット１
０Ｙについてのみ各部材に部材番号を付記し、その他の
可視像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂについては
省略している。

【００５９】上記現像器１４には、それぞれ異なる色の
トナーが格納されている。即ち、可視像形成ユニット１
０Ｙの現像器１４にはイエロー（Ｙ）のトナーが、可視
像形成ユニット１０Ｍの現像器１４にはマゼンタ（Ｍ）
のトナーが、可視像形成ユニット１０Ｃの現像器１４に
はシアン（Ｃ）のトナーが、可視像形成ユニット１０Ｂ
の現像器１４にはブラック（Ｂ）のトナーが収容されて
いる。

【００６０】そして各可視像形成ユニットは、以下の工
程によりトナー画像を順次中間転写ベルト２１上に転写
形成する。

【００６１】即ち、感光体ドラム１１表面を帯電ローラ
１２で一様に帯電した後、レーザー光照射手段１３によ
り感光体ドラム１１表面を画像情報に応じてレーザー露
光し静電潜像を形成する。その後、可視像形成ユニット
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂの各現像器１４により
感光体ドラム１１上の静電潜像に対しトナー像を順次現
像し、この顕像化されたトナー像をトナーとは逆極性の
バイアス電圧が印加された転写ローラ１５により転写定
着ユニット２０の中間転写ベルト２１上に転写するよう
になっている。

【００６２】次に転写定着ユニット２０について詳細に
説明する。本実施の形態で使用される中間転写ベルト２
１は、周長８０ｍｍ、厚さ４０μｍの電鋳による金属ニ
ッケルの無端状ベルト基材の外周面に離型層として厚さ
１５０μｍのシリコーンゴムを被覆した構成である。
尚、中間転写ベルト２１としては上記構成に限定される
ものではなく、例えば厚さ３０μｍのポリイミド製ベル
ト基材に離型層として厚さ１５０μｍのシリコーンゴム
層を被覆した構成のもの等も使用可能である。

【００６３】加熱ローラ２２は、直径１５ｍｍ、肉厚
０．５ｍｍのアルミニウム製中空芯金２２ａ表面に厚さ
２０μｍのフッ素ゴムからなる被覆層２２ｂが設けられ
た構成であり、内部に熱源として８００Ｗのハロゲンラ
ンプ（ヒータランプ）２７が配置されている。

【００６４】上記被覆層２２ｂは、中間転写ベルト２１
に対する駆動力を確保する目的で設けられているもので
ある。このため、被覆層２２ｂは、加熱ローラ２２によ
る中間転写ベルト２１の加熱性能を低下させないよう極
力薄く形成されている。また、被覆層２２ｂには、熱伝
導率の向上のために金属フィラーが内添されている。

【００６５】上記加熱ローラ２２には、図１に示すよう
に、中間転写ベルト２１が約１８０°の巻き付け角で巻
きかけられており、中間転写ベルト２１上に転写された
トナー像Ｔを加熱溶融するための加熱部Ｘ（加熱幅２
３．５ｍｍ）が形成されている。

【００６６】また、加熱ローラ２２の加熱部Ｘ以外の外
周部分には、温度検知のためのサーミスタ２８が当接さ
れており、加熱ローラ２２の表面温度を検知しハロゲン
ランプ２７への通電のＯＮ−ＯＦＦを制御することで、
加熱ローラ２２の表面温度を所定の温度（本実施の形態
では１７０℃）に維持するようになっている。尚、ハロ
ゲンランプ２７がＯＮしてから加熱ローラ２２表面が１
７０℃に達するまでに要する時間は１０秒以下であり、
事実上ウォームアップによる待ち時間０を実現してい
る。

【００６７】定着ローラ２３は、中間転写ベルト２１の
内周面側に配設されており、直径２０ｍｍのアルミニウ
ム製芯金２３ａ上に厚さ５ｍｍのシリコーンゴムからな
る耐熱弾性層２３ｂが設けられた構成となっている。

【００６８】加圧ローラ２４は、直径３０ｍｍ、肉厚５
ｍｍのアルミニウム製芯金２４ａ表面に厚さ１０μｍの
フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン所謂ＰＴＦ
Ｅ）からなる離型層２４ｂが設けられた構成となってい
る。尚、加圧ローラ２４の芯金材料としてはアルミニウ
ムに限定されるものではなく、例えば炭素鋼など高熱伝
導材料を適宜使用することができる。

【００６９】また、加圧ローラ２４は、中間転写ベルト
２１の外周面側に、上記定着ローラ２３に対応する位置
に配設されており、上記定着ローラ２３とで一対のロー
ラからなる加圧手段を構成している。そして、中間転写
ベルト２１を挟んで、定着ローラ２３に対し図示してい
ない加圧装置により所定の加圧力（本実施の形態では１
８０Ｎ）で押圧付勢されることにより定着ニップ部Ｙを
形成している。

【００７０】ここで、上記定着ニップ部Ｙの幅（定着ニ
ップ幅）は４．５ｍｍに設定されている。また、上記の
ように定着ローラ２３側がソフト（弾性）ローラ、加圧
ローラ２４側がハード（金属）ローラで構成されている
ため、定着ニップ部Ｙの断面形状は上に凸の形状とな
る。その結果、定着ニップ部Ｙに搬送された記録紙Ｐ
は、剥離爪が無くても容易に中間転写ベルト２１から剥
離するようになる。

【００７１】以上のように、上記構成のカラーレーザプ
リンタでは、加熱部Ｘの幅（加熱幅）が２３．５ｍｍ、
この加熱部Ｘの下流側に形成された定着ニップ部Ｙの幅
（定着ニップ幅）が４．４５ｍｍに設定され、加熱部Ｘ
と記録紙Ｐへの定着部である定着ニップ部Ｙとが分離さ
れた構成となっている。これにより、定着ニップ部Ｙに
比べはるかに長い加熱幅を容易に構成することが可能と
なるため、従来のようにトナーの加熱溶融と記録紙への
定着を同時に行う画像形成装置に比べ、より高速のプロ
セス速度に対応できる。

【００７２】ここで、上記中間転写ベルト２１と加圧ロ
ーラ２４との熱容量について説明する。

【００７３】中間転写ベルト２１の単位面積当りの熱容
量Ｃｂは、以下のようにして求められる。

【００７４】Ｎｉ電鋳の比熱０．４３９Ｊ／ｇ℃ Ｎｉ電鋳の比重８．９ｇ／ｃｍ³ シリコーンゴムの比熱１．０９Ｊ／ｇ℃ シリコーンゴムの比重１．０５ｇ／ｃｍ³ のとき、 Ｃｂ＝(0.439×8.9 ×0.004)＋(1.09 ×1.05×0.015) ＝0.0327Ｊ／℃ となる。

【００７５】一方、加圧ローラ２４の単位面積当りの熱
容量Ｃｒは、以下のようにして求められる。

【００７６】 アルミニウムの比熱０．９Ｊ／ｇ℃ アルミニウムの比重２．７ｇ／ｃｍ³ ＰＴＦＥの比熱１．０５Ｊ／ｇ℃ ＰＴＦＥの比重２．１４ｇ／ｃｍ³ のとき、 Ｃｒ ＝[0.9×2.7 ×(1.5² −1²) π＋1.05×2.14×(1.501² −1.5²) π]/(3π) ＝1.01Ｊ／℃ となる。

【００７７】つまり、加圧ローラ２４の熱容量Ｃｒは、
中間転写ベルト２１の熱容量Ｃｂの約３０倍以上の値と
なるように設定されている。即ち、Ｃｒ≫Ｃｂ（Ｃｒ＞
３０×Ｃｂ）となるよう設定されている。これは、後述
するように中間転写ベルト２１からの伝熱による加圧ロ
ーラ２４の温度上昇を極力抑えることを目的としてい
る。

【００７８】更に、上述の加熱ローラ２２、定着ローラ
２３、加圧ローラ２４は、中間転写ベルト２１が定着ニ
ップ部Ｙに対し接線方向に送り込まれるような位置関係
にそれぞれ配置されている。このようなレイアウトとす
ることにより、加熱ローラ２２により加熱されたトナー
像Ｔ及び中間転写ベルト２１が定着ニップ部Ｙの上流側
で定着ローラ２３に接することによる温度降下を未然に
防ぐことができる。

【００７９】テンションローラ２５は、直径１６ｍ加の
アルミニウム製芯金２５ａ上にシリコーンゴムからなる
被覆層２５ｂが設けられた構成であり、中間転写ベルト
２１がたるまないよう所定の張力を作用させている。

【００８０】クリーニングローラ２６は、直径１６ｍｍ
のアルミニウム製芯金２６ａ上に厚さ２ｍｍのノーメッ
クス（商品名デュポン社）からなるフェルト２６ｂを螺
旋状に巻き付けた構成である。

【００８１】続いて、上記のように構成されたカラーレ
ーザープリンタの動作を以下に説明する。

【００８２】先ず、中間転写ベルト２１が停止した状態
で加熱ローラ２２内部に配設されたハロゲンランプ２７
がＯＮとなり、加熱ローラ２２表面を所定の温度（本実
施例では１７０℃）に昇温させる。このウォームアップ
期間中に中間転写ベルト２１を停止しておく理由として
は、中間転写ベルト２１に熱を奪われることにより加熱
ローラ２２の立ち上がりが遅れるのを防止し、また加熱
された中間転写ベルト２１により加圧ローラ２４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。

【００８３】次に、加熱ローラ２２のウォームアップが
完了した後、加熱ローラ２２及び定着ローラ２３、加圧
ローラ２４が回転駆動し中間転写ベルト２１を周回させ
ると同時に、可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０
Ｃ，１０Ｂにより形成された各色トナー画像が中間転写
ベルト２１上に順次転写される。

【００８４】転写されたトナー画像Ｔは、加熱部Ｘにお
いて１７０℃に維持された加熱ローラ２２からの熱によ
り中間転写ベルト２１を介して加熱溶融される。

【００８５】その後、中間転写ベルト２１上で溶融した
トナー像Ｔは、該中間転写ベルト２１の移動により定着
ローラ２３と加圧ローラ２４との圧接部（定着ニップ部
Ｙ）に搬送され、この搬送タイミングに合わせて中間転
写ベルト２１と加圧ローラ２４との間に記録紙Ｐが送り
込まれる。

【００８６】そして、定着ニップ部Ｙに搬送された記録
紙Ｐが加圧ローラ２４で押圧されることにより、溶融ト
ナー像が記録紙Ｐ上に転写定着される。定着ニップ部Ｙ
では環境温度に近い温度に維持された定着ローラ２３、
加圧ローラ２４、記録紙Ｐにより中間転写ベルト２１及
びトナー像Ｔの熱が奪われる。

【００８７】その結果、記録紙Ｐ上に転写定着したトナ
ーは冷却固化しトナー層間の凝集力が増大するため、中
間転写ベルト２１表面にシリコーンオイル等の離型剤を
塗布せずともトナーの中間転写ベルト２１表面へのオフ
セットを防止することができる。

【００８８】また、万一、紙ジャム等によりトナーが中
間転写ベルト２１表面にオフセットした場合でも、定着
ニップ部Ｙの下流側で中間転写ベルト２１外周面に当接
されたクリーニングローラ２６により中間転写ベルト２
１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。

【００８９】また、上記のように中間転写ベルト２１
は、熱容量が小さく、定着ニップ部Ｙにおいて定着ロー
ラ２３、加圧ローラ２４、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、
及びテンションローラ２５及びクリーニングローラ２６
との当接部においても熱を奪われる。このため、中間転
写ベルト２１は、再び可視像形成ユニット１０Ｙとの当
接部に戻るまでに十分冷却され、感光体ドラム１１の感
光特性には影響を与えないようになっている。

【００９０】上記構成のカラーレーザプリンタを用いて
各種実験を行い、本願の画像形成装置における特徴点お
よび作用・効果について説明する。

【００９１】先ず、上記構成のカラーレーザプリンタに
より実際に定着実験を行った結果を以下に示す。

【００９２】（実験例１）本定着実験では、上記構成の
カラーレーザプリンタにおける実験（以下、実施例と称
する）と、比較のための実験（以下、比較例と称する）
とについて行った。尚、使用する転写定着部は、図２お
よび図３に示すように、共通のものとする。

【００９３】上記実施例では、図２に示すように中間転
写ベルト２１を停止した状態で加熱ローラ２２を常温か
ら立ち上げ所定の温度に達した後、中間転写ベルト２１
を回転すると同時に中間転写ベルト２１上に未定着トナ
ー像Ｔを転写し、所定の温度に制御された加熱ローラ２
２により加熱部Ｘにおいて中間転写ベルト２１上の未定
着トナー像Ｔを加熱溶融する。

【００９４】ここで、加熱部Ｘの加熱幅は２３．５ｍｍ
と十分長く、またトナー像Ｔ及び中間転写ベルト２１の
熱容量は極めて小さいのでトナー層は十分加熱される。
即ち、トナー像Ｔを２層重ねて形成した場合でも、トナ
ー像Ｔは空気と接している最上層において加熱ローラ２
２の表面温度とほぼ等しい温度まで加熱される。このよ
うに加熱ローラ２２の表面温度とほぼ等しい温度に加熱
溶融したトナー像Ｔを定着ニップ部Ｙにおいて記録紙Ｐ
上に転写定着する。

【００９５】また、比較例では、図３に示すように、未
定着トナー像Ｔを中間転写ベルト２１上に転写するので
はなく従来の画像形成装置のように予め記録紙Ｐに転写
しておき、この記録紙Ｐを加熱部Ｘにおいて加熱された
転写定着ベルト２１と一緒に定着ニップ部Ｙに搬送する
ことでトナー像の定着を行った場合についての実験を行
った。

【００９６】上記定着実験に使用するトナーとしては、
トナー温度と粘度（複素粘度）の関係がそれぞれ図４で
表わされる軟化点が１０２℃のトナーＡ（マゼンタ）及
び軟化点が１２０℃のトナーＢ（マゼンタ）を使用し
た。また、定着速度は８５ｍｍ／ｓとした。以上の条件
での実施例および比較例の実験結果を表１に示す。

【００９７】

【表１】

【００９８】表１中の定着可能温度とは、加熱ローラ２
２の温度設定を５℃間隔で変更しながら定着実験を行
い、記録紙Ｐに定着されたトナー画像の定着強度を折り
曲げ試験により評価して十分な定着強度が得られたとき
の加熱ローラ２２の温度を示している。

【００９９】また、トナー・紙界面温度とは、実際のト
ナーと紙との界面の温度が測定困難なため、加熱ローラ
２２の温度が上記定着可能温度の時の定着ニップ部Ｙで
のトナー・紙界面の温度を、差分法を用いた１次元の伝
熱シミュレーションにより求めた理論計算値である。

【０１００】以下に理論計算によるトナー・紙界面温度
の算出方法について詳細に説明する。

【０１０１】１次元の非定常熱伝導方程式は、以下の式
（１）で示される。

【０１０２】

【数１】

【０１０３】ここで、Ｔ、ｔ、ｘ、λ、ρ、ｃはそれぞ
れ温度、時間、距離、熱伝導率、比重、比熱である。

【０１０４】この式（１）から、空間離散化を行い差分
方程式を導くと、以下の式（２）が求められる。

【０１０５】

【数２】

【０１０６】ここで、ｈは各格子間の距離、τは微小時
間であり、上記式（２）より時刻ｔにおける微小距離な
ｈを隔てて隣接する３つの格子点ｘ−ｈ、ｘ、ｘ＋ｈで
の温度Ｔが既知であるなら、時刻τだけ進んだときの温
度Ｔ（ｘ，ｔ＋τ）が求まる。

【０１０７】上記式（２）は同一物質内での差分方程式
であるが、異なる物質ａ，ｂが接している境界上での差
分方程式は、式（２）と同様にして求められ、以下の式
（３）となる。

【０１０８】

【数３】

【０１０９】その他の解析条件は以下のとおりである。

【０１１０】軸方向及び周方向の熱の移動は無視し、
厚み方向のみの熱移動を考える。（１次元） 定着ローラ表面からの熱損失は、放射及び自然対流に
よる熱伝達を考慮する。

【０１１１】物性値の温度依存は空気のみ考慮する。

【０１１２】トナー層は均一（１００％印字）で定着
前後で厚さの変化はない。

【０１１３】トナーの相変化による物性値の変化は考
慮しない。

【０１１４】接触熱抵抗は考慮しない。

【０１１５】定着ニップ部入口において２物体（例え
ばトナーと定着ローラ）が接触した瞬間の境界温度は、
接触前の２物体の温度に熱容量を重みづけした平均温度
で定義する。

【０１１６】記録紙の水分の蒸発熱は考慮しない。

【０１１７】上記計算方法により、定着ニップ部に突入
する直前の定着ベルト、定着ローラ、加圧ローラ、トナ
ー、記録紙、及び雰囲気温度を測定して時刻ｔ＝０の時
の初期条件として計算を行えば、任意の時間τ経過後の
各部の温度変化を算出することができる。本定着実験で
は、定着速度８５ｍｍ／ｓ、定着ニップ帽４．５ｍｍで
あるので、時間τ＝４．５／８５＝５３ｍｓ経過する間
のトナー・紙界面温度を上記の式に基づいて計算すれば
よい。

【０１１８】なお、上記計算方法はトナー・紙界面温度
を求めるための一例であり、上記の方法に限定されるわ
けではない。上記方法は差分方程式の陽解法であるが、
例えば差分方程式の陰解法を用いても良い。また、２次
元に拡張し、更に計算精度を向上させるようにしても問
題ない。また、伝熱シミュレーションではなく、各種実
験結果からトナー・紙界面温度を経験的に推測しても問
題ない。

【０１１９】次に、上記の実験結果について詳細に説明
する。実験Ｎｏ．１の結果より、トナー層数が１層の場
合は、本実施例のように未定着トナー像Ｔを予め中間転
写ベルト２１上で加熱溶融した後定着ニップ部Ｙで記録
紙Ｐ上に転写定着させた場合においても、十分な定着強
度を確保するためには加熱ローラ２２の温度（≒トナー
像Ｔの温度）をトナー軟化点（１０２℃）よりも遥かに
高い温度（１７０℃）に設定する必要がある。また、比
較例の結果から未定着トナー像Ｔを記録紙Ｐ上に転写し
た後、定着ニップ部Ｙで記録紙Ｐと一緒に加熱し、定着
させる場合も、定着可能温度は１７０℃に設定する必要
がある。

【０１２０】したがって、定着可能温度としては、実施
例と比較例とでは変わらないことがわかる。この結果か
ら、例えばモノクロレーザープリンターのようにトナー
層が１層だけで画像が形成されている場合には、トナー
画像を予め加熱溶融した後、記録紙に転写定着しても定
着エネルギーとしては従来のようにトナー画像を記録紙
と一緒に加熱し定着させた場合と変わらないということ
が言える。

【０１２１】これは、本実施例のようにトナー像を予め
加熱溶融した後記録紙に転写同時定着する場合、たとえ
トナーが十分加熱溶融されていても記録紙が冷えている
と、トナーが記録紙の繊維間に浸透するより先に記録紙
に熱を奪われ冷却固化してしまうため、記録紙温度も十
分昇温するようトナー及び中間転写ベルトを過剰に加熱
しておく必要があるためである。更に付け加えるなら
ば、後述するように記録紙上にトナーを転写した後、定
着した方が、トナー・紙界面温度がより低温であっても
同等の定着強度が得られるということにも関連してい
る。

【０１２２】しかしながら、実験Ｎｏ．３の結果から、
トナー層厚が２層になった場合、本実施例では１層の場
合（実験Ｎｏ．１）と同じ定着可能温度を示す加熱ロー
ラ温度１７０℃で定着可能であるが、比較例ではトナー
層が２層となった場合、１層の場合に比べ１５℃高い１
８５℃に加熱ローラ温度を設定する必要がある。このこ
とから、トナー層が２層の場合には、本実施例の方が比
較例に対し定着エネルギーを低減できることがわかる。

【０１２３】これは、本実施例では加熱ローラによる加
熱部の距離が十分長い（２３．５ｍｍ）ためトナー層厚
に関係なくトナー層を均一に昇温することができるのに
対して、比較例では加熱部に比べはるかに短い定着ニッ
プ部（定着ニップ幅４．５ｍｍ）の間でトナー・紙界面
温度を十分昇温させる必要があり、トナー層厚が厚いと
トナー・紙界面まで十分温度が伝わらないためである。

【０１２４】また、トナー層厚が２層よりも厚い３層，
４層の場合において、実験Ｎｏ．４の結果および実験Ｎ
ｏ．５の結果から、本実施例では１層の場合（実験Ｎ
ｏ．１）とほぼ同じ定着可能温度を示す加熱ローラ温度
１６７℃および１６５℃で定着可能であることがわか
る。

【０１２５】一方、実験Ｎｏ．４の結果および実験Ｎ
ｏ．５の結果から、比較例の定着可能温度は、それぞれ
１９０℃，１９５℃となっており、本実施例に比べて２
０℃から２３℃高い温度に設定する必要があることがわ
かる。つまり、比較例では、本実施例に比べて定着エネ
ルギーを高くする必要があることがわかる。

【０１２６】この結果から、本実施例のようにトナーを
中間転写ベルト上で予め加熱溶融した後、記録紙上に転
写定着させる構成の画像形成装置においては、カラー画
像のように複数の重なり合ったトナー層が存在する装置
に適用することで定着エネルギーを低減できるというメ
リットが生じる。

【０１２７】また、カラー画像のように層厚の異なるト
ナー像が混在している場合、従来の画像形成装置のよう
に定着ニップ部でトナー像を加熱溶融するのと同時に記
録紙に定着させようとすると、トナー層が１層の画像部
では過剰加熱となり高温オフセットが発生し、逆にトナ
ー層が２層、３層あるいは４層の画像部では加熱不足と
なり低温オフセットや定着不良が発生するため安定した
定着性能が確保できない。

【０１２８】一方、本実施例のようにトナーを中間転写
ベルト上で予め加熱溶融した後、記録紙上に転写定着さ
せる構成の画像形成装置においては、上記実験結果から
わかるようにトナー層厚によって定着条件が変わらない
（いずれも定着可能温度は１７０℃）ため、定着不良や
高温オフセットの発生のない均一で安定した定着性能を
実現できるというメリットが生じる。

【０１２９】また、実験Ｎｏ．１〜５の結果から、本実
施例では、トナーＡを使用した場合、記録紙やトナー層
厚に関係なくトナー・紙界面温度がほぼ１２５℃以上の
時に十分な定着強度が得られ、また、トナーＢを使用し
た場合はトナー・紙界面温度が１３５℃以上の時に十分
な定着強度が得られることがわかる。

【０１３０】図４に示すように、トナーＡが１２５℃の
時、及びトナーＢが１３５℃の時、いずれもトナー粘度
（複素粘度）としては１００００（１．Ｅ＋０４）ｐｏ
ｉｓｅであることから、本実施例においてはトナー粘度
が１００００ｐｏｉｓｅ以下となるような温度にトナー
・紙界面温度を昇温すれば十分な定着強度を確保するこ
とができることがわかる。

【０１３１】一方、比較例において十分な定着強度が得
られる条件としては、トナーＡを使用した場合トナー・
紙界面温度が１１０℃以上、またトナーＢを使用した場
合トナー・紙界面温度は１２０℃以上であり、いずれも
本実施例に比べ約１５℃低温で定着可能であることがわ
かる。これは、比較例（従来例）のように未定着トナー
像を記録紙上に転写した後加熱定着した場合、転写時の
記録紙裏面の帯電電荷によりトナーに静電力が作用しト
ナーが記録紙の繊維間に浸透しやすいため、より低温で
同等の定着強度が得られるものと考えられる。

【０１３２】上記の方法（すなわちトナー・紙界面温度
を計算する方法）に比べて、より簡易的に必要定着条件
を求める方法としては以下の方法がある。

【０１３３】軟化点が１０２℃のトナーＡを使用した際
の定着可能温度が１７０℃、軟化点が１２０℃のトナー
Ｂを使用した際の定着可能温度が１８０℃であるという
実験結果から、トナーの軟化点よりも６０℃以上高い温
度に加熱ローラ温度を制御すれば十分な定着性が確保で
きる。

【０１３４】ここで、トナーは加熱部Ｘにおいて加熱ロ
ーラにより十分長い時間加熱されるため、トナー温度は
加熱ローラ温度とほぼ等しい温度となり、更に加熱部Ｘ
から定着ニップ部Ｙに至るまでの熱損失もほとんどない
ことから、定着ニップ部に突入し記録紙に転写定着され
る直前のトナー温度は、加熱ローラ温度とほぼ等しい。

【０１３５】従って、トナーの軟化点温度をＴ３、記録
紙に転写定着される直前のトナー温度をＴ４とした時 Ｔ４−Ｔ３≧６０（℃） となるように、加熱ローラ温度を設定すれば十分な定着
性が確保できるとも言える。

【０１３６】次に、実験Ｎｏ．１，６，７の結果から、
本実施例では記録紙の種類（坪量）が変わっても定着可
能温度としては１７０〜１７５℃でほとんど変化しない
ことがわかる。

【０１３７】一方、比較例である従来の定着装置として
一般的に用いられている熱ローラ方式の定着装置におい
ては、記録紙の坪量が大きくなると定着性能が悪くなる
ため定着温度を上げ、逆に記録紙の坪量が小さくなると
定着性能が向上し定着過剰となるため定着温度を下げる
必要がある。これは従来の熱ローラ方式の定着装置が、
トナーの加熱に際して定着ローラだけでなく加圧ローラ
の温度にも依存しているため、記録紙の坪量が変化する
（すなわち記録紙の厚みが変化する）と、記録紙を通過
してトナーに伝わる加圧ローラからの熱量が変化するた
めである。

【０１３８】しかしながら、本実施例による画像形成装
置は、以下に示すような特徴を有している。

【０１３９】熱源である加熱ローラと加圧ローラが離
れて配置されているため、加圧ローラに直接熱が伝わら
ない。

【０１４０】加熱ローラのウォームアップ時は中間転
写ベルトは停止しているため、ウォームアップ時も加圧
ローラに熱は伝わらない。

【０１４１】記録紙へのトナーの転写定着時には、中
間転写ベルトと加圧ローラ間に断熱性の高い記録紙が介
在するため、加圧ローラに熱が伝わりにくい。

【０１４２】紙間などで中間転写ベルトと加圧ローラ
が直接当接する場合においても、熱容量の小さい中間転
写ベルトに比べ加圧ローラの熱容量がはるかに大きいた
め、中間転写ベルトからの伝熱による加圧ローラの温度
上昇は小さい。

【０１４３】加圧ローラは熱伝導性の良い材料（アル
ミニウム）で構成されており、加圧ローラ表面に伝わっ
た熱はすぐにローラ内部に伝わり温度が均一化されるた
め、加圧ローラ表面の温度上昇は小さい。

【０１４４】以上の理由により、本実施例では、加圧ロ
ーラ温度が常時環境温度に近い温度（２０〜４０℃程
度）に維持され、加圧ローラ温度が定着ニップ部でのト
ナーの定着にほとんど関与していないため、記録紙の坪
量が変わっても定着性能はほとんど変化しない。つま
り、実験Ｎｏ．４の結果からわかるように記録紙の坪量
が小さいと中間転写ベルトの熱が記録紙を通過して加圧
ローラに逃げやすく定着可能温度が高くなる傾向にある
が、その影響は５℃程度と小さく問題にならないレベル
である。

【０１４５】また、このことは記録紙の坪量だけでな
く、例えば記録紙の種類（普通紙、封筒、はがき、ラベ
ル紙、ＯＨＰ等）が変わっても当然言えることである。

【０１４６】従って、本実施例の画像形成装置において
は、記録紙の種類や厚さ（坪量）が変わっても、常に安
定した均一な定着性能を容易に実現することができる。

【０１４７】次に、上記構成のカラーレーザプリンタに
おける加圧ローラの効果を検証するため、以下に示す実
験を行った。

【０１４８】（実験例２）本実験の装置構成を図５ない
し図７に示す。上記構成のカラーレーザプリンタを用い
た実験例（以下、実施例と称する）では、図５に示す転
写定着部において、定着画像について評価を行ったもの
である。

【０１４９】即ち、上記実施例では、中間転写ベルト２
１上に未定着トナー像Ｔを転写し、所定の温度に制御さ
れた加熱ローラ２２により加熱部Ｘにおいて中間転写ベ
ルト２１上の未定着トナー像Ｔを加熱溶融した後、定着
ニップ部Ｙに記録紙Ｐを通紙し記録紙Ｐ上にトナー像を
転写定着するという一連の画像形成プロセスを１００枚
連続して行い、その時の加圧ローラ２４の温度を温度セ
ンサ３１でモニタするとともに定着画像について評価を
行った。

【０１５０】また、比較例１として、図６に示すよう
に、図５の加圧ローラ２４に替えて加圧ローラ３０を使
用した場合の定着画像について評価実験を行った。

【０１５１】即ち、上記比較例１では、加圧ローラ３０
として直径１５ｍｍのアルミニウム製芯材３０ａ上に弾
性層３０ｂとして厚さ７．５ｍｍの発泡シリコーンゴム
層を設け、その外周に離型層３０ｃとして厚さ５０μｍ
のフッ素樹脂（テトラフルオロエチレンーパーフルオロ
アルキルビニルエーテル共重合体、所謂ＰＦＡ）製チュ
ーブを被覆した構成のものを用いて同様の実験を行っ
た。尚、比較例１における加圧ローラ３０の単位面積当
りの熱容量Ｃｒ’は、弾性層である発泡シリコーンゴム
層３０ｂが断熱性に優れているため離型層であるＰＦＡ
チューブ３０ｃのみの熱容量のみを考慮し、 ＰＦＡの比熱１．０５Ｊ／９℃ ＰＦＡの比重２，１４９／ｃｍ３ より、 Ｃｒ’＝〔1.05×2.14×（1.505²−1.5²) π〕／(3π)
＝0.011 Ｊ／℃ となる。

【０１５２】従って、中間転写ベルト２１の熱容量Ｃｂ
の値が 0.0327 Ｊ／℃であるので、比較例１ではＣｒ’
＜Ｃｂとなる。つまり、加圧ローラ３０の熱容量Ｃｒ’
は、中間転写ベルト２１の熱容量Ｃｂよりも小さくなっ
ているので、中間転写ベルト２１からの伝熱による加圧
ローラ３０の温度上昇を抑えることができないことがわ
かる。

【０１５３】また、比較例２として、図７に示すよう
に、加熱ローラの構成を替えて、図６に示す加圧ローラ
３０を用いて定着画像の評価実験を行った。

【０１５４】即ち、上記比較例２では、加圧ローラ３０
として比較例１と同じ構成のものを使用し、更に加熱ロ
ーラ２２を廃止し、従来の定着装置のように定着ローラ
２３内部に熱源としてのハロゲンランプ２７を配置した
もので実施例および比較例１と同様の実験を行った。

【０１５５】本実験において使用されるトナーとして
は、実験例１で使用した軟化点が１０２℃のトナーＡ
（マゼンタ）を使用した。その他の実験条件は以下の通
りである。

【０１５６】記録紙：８０ｇ 紙定着速度：８５ｍｍ／ｓ 上記の実施例、比較例１、２の実験結果を表２に示す。

【０１５７】

【表２】

【０１５８】表２の結果から、図５に示す本実施例のよ
うに熱源である加熱ローラ２２が加圧ローラ２４から離
れておりかつ加圧ローラ２４の熱容量が中間転写ベルト
２１に比べて極めて大きい場合は、加圧ローラ２４の温
度変化が小さく常温近くの温度（２５〜３５℃）に維持
されるため定着性能が安定しており、１００枚連続でプ
リントを行っても高温オフセットや定着不良のない良好
な画像品質が得られることがわかる。

【０１５９】また、比較例１のように、熱源が加圧ロー
ラ３０から離れていても加圧ローラ３０の熱容量が小さ
いと、連続プリントにより加圧ローラ３０の温度が上昇
し１００枚目近くで高温オフセットが発生してしまう
（加熱ローラ温度１７０℃時）。この高温オフセットを
防ぐために加熱ローラ温度を下げる（１６０℃）と、逆
に１枚目が低温オフセットとなってしまい定着性能が不
安定であることがわかる。

【０１６０】更に、比較例２のように、熱源である定着
ローラ２３が加圧ローラ２４と近接している場合は、加
圧ローラ２４への熱供給量が更に増加するため加圧ロー
ラ２４の温度変化は比較例１よりも更に大きく、定着性
能も更に不安定となることがわかる。

【０１６１】したがって、上記の実験結果から、定着性
能の安定化を図るには、画像形成装置における転写定着
部の構成を本実施例のように、 加熱手段（この場合加熱ローラ）を加圧ローラから離
れた位置に配置する。

【０１６２】加圧ローラを中間転写ベルトより高熱容
量（更に望ましくは、本実施例のように単位面積当たり
の熱容量が中間転写ベルトの３０倍以上）の高熱伝導部
材で構成すれば良いことがわかる。

【０１６３】〔実施の形態２〕本発明の他の実施の形態
について図８に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。尚、本実施の形態において、加熱手段、定着ローラ
及び加圧ローラ以外の構成は前記実施の形態１と全く同
じであるので、これらの詳細な説明は省略する。

【０１６４】本実施例に係る画像形成装置は、図８に示
すように、像形成手段としての４組の可視像形成ユニッ
ト１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂ及び転写定着ユニッ
ト４０を備えている。

【０１６５】上記転写定着ユニット４０は、中間転写ベ
ルト２１、支持ローラ４２、定着ローラ４３、加圧ロー
ラ４４、テンションローラ２５、クリーニングローラ２
６、サーマルヒータ４１からなっている。

【０１６６】上記中間転写ベルト２１は、支持ローラ４
２、定着ローラ４３及びテンションローラ２５によって
張架されている。そして中間転写ベルト２１の回転方向
における支持ローラ４２の下流側において、中間転写ベ
ルト２１の内周面に当接した状態で加熱手段としてのサ
ーマルヒータ４１が固定配置されている。

【０１６７】このサーマルヒータ４１は、アルミナセラ
ミック基板４１ａに加熱源である面状のＭｏ系発熱抵抗
体（面状発熱体）４１ｂを印刷し、その上にガラスコー
ト４１ｃを印刷積層したセラミックヒータと、このセラ
ミックヒータの下面に設けた温度センサ４１ｄと、セラ
ミックヒータを断熱支持するヒータホルダ４１ｅとから
なる。

【０１６８】上記サーマルヒータ４１は、発熱抵抗体４
１ｂへの通電によって迅速に立ち上がり、温度センサ４
１ｄからの信号に基づいて通電制御を行うことで所定の
温度（本実の形態では１７０℃）に維持される。その結
果、中間転写ベルト２１表面に転写されサーマルヒータ
４１との当接部（加熱部Ｘ）に搬送されたトナー像Ｔは
加熱溶融される。

【０１６９】定着ローラ４３は、直径２０ｍｍのアルミ
ニウム製芯金４３ａ上に厚さ５ｍｍの発泡シリコーンゴ
ムからなる耐熱弾性層４３ｂを設けて構成されている。
発泡シリコーンゴムは熱伝導率が小さく断熱性に優れ、
且つ弾力性も良好である。その結果、低圧力で十分な定
着ニップ幅Ｙを確保することができると同時に、中間転
写ベルト２１から定着ローラ４３への放熱が極力抑えら
れるため、定着ニップ部Ｙの上流側で中間転写ベルト２
１を定着ローラ４３に当接させることが可能となる。こ
のことは、中間転写ベルト２１の自由な取り回しが可能
となることを意味し、画像形成装置の設計の自由度が増
える。

【０１７０】また、加圧ローラ４４は、直径３０ｍｍ、
肉厚３ｍｍのアルミニウム製芯金４４ａ表面に厚さ１０
μｍのフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、所謂
ＰＴＦＥ）からなる離型層４４ｂが設けられた構成であ
り、更に芯金４４ａ内部がヒートパイプ構造となってい
る。すなわち、加圧ローラ４４の長手方向において中間
転写ベルト２１と当接している部分が吸熱部であり、そ
の外側が放熱部となっている（図示せず）。

【０１７１】芯金４４ａ内部には、熱を吸熱部から放熱
部に輸送するための凝集液（図示せず）が密封されてお
り、芯金４４ａ内周面には毛管現象を利用して凝集液を
放熱部から吸熱部に戻すためのウイック４４ｃが形成さ
れている。

【０１７２】上記のように、加圧ローラ４４をヒートパ
イプ構造とすることで、中間転写ベルト２１から加圧ロ
ーラ４４に伝わった熱はすぐに放熱部から放熱され加圧
ローラ４４の温度は常時環境温度に近い温度に維持され
るため、使用条件や記録紙の種類、厚さ等に関係なく安
定した定着性能を得ることができる。

【０１７３】また、上記実施の形態１，２においては、
像担持体として中間転写ベルトを使用した形態について
説明してきたが、本発明の像担持体としてはベルト形状
のものに限定されるものではなく、例えばドラム形状の
ものでも使用できる。この像担持ドラムを用いた例につ
いて以下の実施の形態３で説明する。

【０１７４】〔実施の形態３〕本発明のさらに他の実施
の形態について図９に基づいて説明すれば、以下の通り
である。尚、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説明
する。

【０１７５】上記カラーレーザプリンタは、図９に示す
ように、前記実施の形態１とは異なり像担持体としての
中間転写ベルト２１の代わりにドラム形状の中間転写ド
ラム（像担持ドラム）６１が用いられている。

【０１７６】上記中間転写ドラム６１の周りには、感光
体ドラム５１、コロナ帯電器５５、クリーニングローラ
６６、加圧ローラ６４が順に配設されている。

【０１７７】上記感光体ドラム５１の周りには、帯電ロ
ーラ５２、レーザ照射装置５３、現像装置５４、クリー
ナー５６が順に配設されている。

【０１７８】上記帯電ローラ５２は、感光体ドラム５１
の表面を一様に帯電させる帯電手段であり、レーザ照射
装置５３は、表面が一様に帯電された感光体ドラム５１
上に静電潜像を形成するためのレーザ光照射手段であ
る。尚、上記静電潜像は、一色毎に形成されるものとす
る。

【０１７９】上記現像装置５４は、感光体ドラム５１上
に形成された静電潜像を可視化するための可視像形成手
段である。そして、カラー画像に対応するために、現像
装置５４には、イエローのトナー像を形成するための現
像器５４Ｙ、マゼンタのトナー像を形成するための現像
器５４Ｍ、シアンのトナー像を形成するための現像器５
４Ｃ、黒のトナー像を形成するための現像器５４Ｂとが
含まれている。

【０１８０】つまり、感光体ドラム５１上に一色毎に形
成された静電潜像は、上記現像装置５４の各現像器５４
Ｙ，５４Ｍ，５４Ｃ，５４Ｂによって一色ずつ現像さ
れ、中間転写ドラム６１に順次重ねて転写される。これ
により、中間転写ドラム６１上にカラー画像が形成され
ることになる。

【０１８１】転写後の感光体ドラム５１上に残留するト
ナーや紙粉は、転写位置Ｚよりも下流側に設けられたク
リーナー５６によって回収される。

【０１８２】上記中間転写ドラム６１は、ステンレス製
の金属ドラム６１ａ上に厚さ１５０μｍのシリコーンゴ
ムからなる離型層６１ｂを有するものであり、離型層６
１ｂ表面をコロナ帯電器５５により帯電し感光体ドラム
５１との間に電位差を設けることでトナー像の転写を行
うものである。

【０１８３】上記中間転写ドラム６１の外周面には、上
述したように、該中間転写ドラム６１を圧接し、加熱溶
融したトナー像Ｔを記録紙Ｐに転写同時定着させるため
の加圧ローラ６４と、中間転写ドラム６１上の残留トナ
ーをクリーニングするためのクリーニングローラ６６が
設けられている。尚、上記加圧ローラ６４およびクリー
ニングローラ６６の構成は、前記実施の形態の加圧ロー
ラ２５およびクリーニングローラ２６と同じである。

【０１８４】即ち、上記加圧ローラ６４は、直径３０ｍ
ｍ、肉厚５ｍｍのアルミニウム製芯金６４ａ表面に厚さ
１０μｍのフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン所
謂ＰＴＦＥ）からなる離型層６４ｂが設けられた構成と
なっている。上記クリーニングローラ６６は、直径１６
ｍｍのアルミニウム製芯金６６ａ上に厚さ２ｍｍのノー
メックス（商品名デュポン社）からなるフェルト６６ｂ
を螺旋状に巻き付けた構成である。

【０１８５】また、上記加圧ローラ６４は、中間転写ド
ラム６１に対して離接可能に設けられている。即ち、加
圧ローラ６４は、トナー像Ｔを記録紙Ｐに転写定着する
場合、中間転写ドラム６１に圧接するように移動し、そ
うでない場合、中間転写ドラム６１から離間するように
移動する。

【０１８６】また、上記クリーニングローラ６６は、上
記加圧ローラ６４と同じく中間転写ドラム６１に対して
離接可能に設けられている。即ち、クリーニングローラ
６６は、中間転写ドラム６１上にトナー像Ｔが記録紙Ｐ
に転写されるまでは、中間転写ドラム６１から離間し、
転写後に中間転写ドラム６１に圧接するように移動す
る。

【０１８７】上記電源６７は、図示しない制御手段によ
って、感光体ドラム５１から中間転写ドラム６１への各
色トナー画像の転写工程が完了するまでコイル６２への
通電をＯＦＦにし、転写工程が完了した後、コイル６２
への通電をＯＮするように制御されている。

【０１８８】したがって、上記のコイル６２は、中間転
写ドラム６１と加圧ローラ６４との間に形成される圧接
部、即ち定着ニップ部Ｙ（定着ニップ幅４．５ｍｍ）の
上流側に配設され、電源６７のＯＮにより通電され、中
間転写ドラム６１上に加熱部Ｘ（加熱幅２３．５ｍｍ）
を形成するようになっている。

【０１８９】尚、上記コイル６２は、金属ドラム６１ａ
内部の所定の位置、即ち加熱効率等の加熱条件を考慮し
た位置に固定されている。

【０１９０】上記構成のカラーレーザプリンタの動作に
ついて図９を参照しながら以下に説明する。

【０１９１】まず、感光体ドラム５１は、矢印方向に回
転しながら、表面が帯電ローラ５２によって一様に帯電
され、レーザ照射装置５３により静電潜像が形成され
る。この静電潜像は、現像装置５４により現像され、可
視像であるトナー画像を形成する。

【０１９２】次に、感光体ドラム５１上に形成されたト
ナー画像は、転写位置Ｚにおいて、コロナ帯電器５５に
よってトナーの極性と逆極性に一様に帯電された中間転
写ドラム６１上に転写される。

【０１９３】そして、上記の転写工程を各色毎に行う。
尚、転写工程が完了するまでは、加圧ローラ６４、クリ
ーニングローラ６６は中間転写ドラム６１から離間した
位置で待機し、コイル６２への通電も行われていない。

【０１９４】続いて、中間転写ドラム６１上に全てのト
ナー画像が転写され、カラーのトナー像Ｔが形成される
と、即ち転写工程が完了すると、電源６７からコイル６
２に高周波電流が通電され、金属ドラム６１ａの加熱部
Ｘに対応する部分が誘導加熱される。このとき、加圧ロ
ーラ６４が中間転写ドラム６１に圧接位置に移動する。

【０１９５】そして、トナー像Ｔは、中間転写ドラム６
１の回転と共に、転写位置Ｚから加熱部Ｘに移動し、こ
の加熱部Ｘにおいて加熱溶融される。その後、中間転写
ドラム６１上で加熱溶融されたトナー像Ｔは、定着ニッ
プ部Ｙにおいて記録紙Ｐに転写同時定着される。

【０１９６】中間転写ドラム６１上のトナー像Ｔが記録
紙Ｐに転写された後、クリーニングローラ６６を中間転
写ドラム６１に圧接させ、該中間転写ドラム６１上の残
留トナーや紙粉を取り除く。

【０１９７】以上のように、像担持体としてドラム形状
の中間転写ドラムを用いた場合でも、前記実施の形態
１，２に示すように、像担持体としてベルト形状の中間
転写ベルトを使用した場合と同様に、加熱部Ｘと記録紙
Ｐへの定着部である定着ニップ部Ｙとが分離された構成
となっている。これにより、定着ニップ部Ｙに比べはる
かに長い加熱幅を容易に構成することが可能となるた
め、従来のようにトナーの加熱溶融と記録紙への定着を
同時に行う画像形成装置に比べ、より高速のプロセス速
度に対応できるようになる。

【０１９８】また、本実施の形態のように、像担持体と
してドラム形状の中間転写ドラムを用いた場合には、中
間転写ベルトを用いた場合に必要であった定着ローラが
不要となる。この結果、加熱部で溶融したトナーの熱が
定着ニップ部上流側で定着ローラに奪われ、温度降下す
ることがなくなるため、装置構成上の自由度を増大させ
ることができる。

【０１９９】

【発明の効果】請求項１の発明のカラー画像形成装置
は、以上のように、トナー像の形成面が周回可能に支持
された像担持体と、上記像担持体上に複数色のトナーを
順次転写することで、複数色のトナー像を形成する像形
成手段と、上記像担持体上に全ての色のトナーが転写さ
れた後、該トナー像を加熱溶融する加熱手段と、上記像
担持体上に全ての色のトナーが転写された後、該像担持
体をトナー像の形成面側から圧接する加圧手段とを備
え、上記加熱溶融された複数色のトナー像を、上記像担
持体と加圧手段との圧接位置に搬送される記録材に、転
写定着するカラー画像形成装置において、上記加圧手段
と上記像担持体との圧接位置が、該像担持体の周回方向
における上記加熱手段によりトナー像が加熱される加熱
位置よりも下流側に設定されている構成である。

【０２００】それゆえ、トナー像を加熱する部分の長さ
を長くできるので、像担持体上に形成されたトナー像を
広い範囲で加熱することが可能となり、多色のトナーに
より複数層に形成されたトナー像の場合であっても、層
厚に関係なく均一に、しかも短時間でトナー像を溶融す
ることができる。

【０２０１】したがって、多色のトナーにより複数層に
形成されたトナー像の定着を高速に行うことができ、且
つ、層厚の異なるトナー像が混在していても均一で安定
した定着性能を得ることができるという効果を奏する。

【０２０２】請求項２の発明のカラー画像形成装置は、
以上のように、請求項１の構成に加えて、トナー像が記
録材に転写定着される際のトナーと記録材との界面の温
度をＴ１、十分な定着強度が得られるようにトナー粘度
の値が設定された時のトナー温度をＴ２とした時、 Ｔ１≧Ｔ２ となるように予め上記加熱手段によりトナー像及び像担
持体が加熱されている構成である。

【０２０３】それゆえ、請求項１の構成による効果に加
えて、トナー像が記録材に転写定着される際のトナーと
記録材との界面の温度Ｔ１が、十分な定着強度が得られ
るようにトナー粘度の値が設定された時のトナー温度Ｔ
２以上となるように加熱手段によりトナー像及び像担持
体が加熱されていることで、トナーと記録材の界面温度
が十分な定着強度が確保される温度に昇温されることに
なり、像担持体と加圧手段との間の圧接部に搬送された
記録材の温度に影響されない。したがって、加圧手段と
像担持体との圧接位置に搬送される記録材の冷え過ぎに
よる定着不良の発生を防止できるという効果を奏する。

【０２０４】請求項３の発明のカラー画像形成装置は、
以上のように、請求項２の構成に加えて、上記トナーと
記録材との界面の温度は、転写定着される直前のトナ
ー、像担持体、加圧手段、記録材の各温度から理論計算
により求められる構成である。

【０２０５】それゆえ、請求項２の構成による効果に加
えて、トナーと記録材との界面の温度が実測可能な温度
から理論計算により求められるので、実測し難いトナー
と記録材との界面の温度を容易に求めることができると
いう効果を奏する。

【０２０６】請求項４の発明のカラー画像形成装置は、
以上のように、請求項１の構成に加えて、トナーの軟化
点温度をＴ３、トナー像が記録材に転写定着される直前
のトナーの温度をＴ４とした時、 Ｔ４−Ｔ３≧６０（℃） となるように予め上記加熱手段によってトナー像及び像
担持体を加熱する構成である。

【０２０７】それゆえ、請求項１の構成による効果に加
えて、トナー像が記録材に転写定着される直前のトナー
の温度Ｔ４とトナーの軟化点温度Ｔ３との差が６０℃以
上となるように、トナー像及び像担持体が加熱されてい
ることで、トナーと記録材の界面温度が十分な定着強度
が確保される温度に昇温されることになり、像担持体と
加圧手段との間の圧接部に搬送された記録材の温度に影
響されない。したがって、加圧手段と像担持体との圧接
位置に搬送される記録材の冷え過ぎによる定着不良の発
生を防止できるという効果を奏する。

【０２０８】請求項５の発明のカラー画像形成装置は、
以上のように、請求項１ないし４の何れかの構成に加え
て、上記像担持体は、少なくとも２つのローラによって
張架されたベルト形状の像担持ベルトからなると共に、
加熱手段は、該像担持ベルト内部に配置されている構成
である。

【０２０９】それゆえ、請求項１ないし４の何れかの構
成による効果に加えて、複数色のトナーからなるトナー
像に対して、層厚に関わらず、均一に熱を加えることが
できるような加熱部を自由に設計できるので、装置の設
計の自由度を増加させることができるという効果を奏す
る。

【０２１０】請求項６の発明のカラー画像形成装置は、
以上のように、請求項５の構成に加えて、上記加熱手段
は、上記像担持ベルトを張架するローラのうち、加圧手
段による像担持ベルトの加圧位置よりも上流側端部のロ
ーラを兼ねるローラ形状の加熱ローラからなる構成であ
る。

【０２１１】それゆえ、請求項５の構成による効果に加
えて、像担持ベルトを張架するローラが加熱ローラであ
るので、該像担持ベルトの表面の加熱ローラに接触する
が加熱部となる。これにより、像担持ベルトが加熱ロー
ラに巻き付けられた部分が加熱部となるので、加熱ロー
ラの直径や、像担持ベルトの加熱ローラへの巻付け角を
調整するだけで容易に加熱部の幅を調整することができ
る。さらに、装置の設計の自由度を増加させることがで
きるという効果を奏する。

【０２１２】請求項７の発明のカラー画像形成装置は、
以上のように、請求項６の構成に加えて、上記加熱ロー
ラの内部には、ヒータランプが設けられている構成であ
る。

【０２１３】それゆえ、請求項６の構成による効果に加
えて、加熱ローラの内部にヒータランプが設けられてい
ることで、このヒータランプへの通電のＯＮ／ＯＦＦを
制御するだけで容易に該加熱ローラによる加熱部の加熱
制御を行うことができるという効果を奏する。

【０２１４】請求項８の発明のカラー画像形成装置は、
以上のように、請求項５の構成に加えて、上記加熱手段
は、上記像担持ベルトを張架する２つのローラの一方の
ローラと加圧位置との間に配置され、内周面側より該像
担持ベルトに摺接するように配置されている構成であ
る。

【０２１５】それゆえ、請求項５の構成による効果に加
えて、加熱部から加圧位置までの距離が短くなり、加熱
溶融されたトナー像の温度降下を極力抑えることができ
るので、トナー像の温度降下による定着不良をなくすこ
とができる。

【０２１６】したがって、請求項６のように、像担持ベ
ルトを張架する加熱ローラを加熱手段とした場合に比べ
て定着安定性が向上できるという効果を奏する。

【０２１７】請求項９の発明のカラー画像形成装置は、
以上のように、請求項８の構成に加えて、上記加熱手段
は、通電後、迅速に加熱可能な面状発熱体を有するサー
マルヒータからなる構成である。

【０２１８】それゆえ、請求項８の構成による効果に加
えて、加熱手段は、通電後、迅速に加熱可能な面状発熱
体を有するサーマルヒータからなることで、サーマルヒ
ータの昇温を迅速に行うことができる。また、サーマル
ヒータは平板状であるため、定着ニップ部に、より近接
配置することができ、加熱部と定着ニップ部の間でのト
ナーの温度降下を極力抑えることができる。これによ
り、加熱手段の温度制御が容易になるという効果を奏す
る。

【０２１９】請求項１０の発明のカラー画像形成装置
は、以上のように、請求項１ないし４の何れかの構成に
加えて、上記像担持体は、ドラム形状の像担持ドラムか
らなると共に、上記加熱手段は、該像担持ドラム内に設
けられている構成である。

【０２２０】それゆえ、請求項１ないし４の何れかの構
成による効果に加えて、像担持体として像担持ベルトを
用いた場合、トナーの熱が定着ニップ部を構成するロー
ラに奪われる虞があるので、トナーの温度降下による定
着不良が生じる虞がある。

【０２２１】これに対して、像担持体として像担持ドラ
ムを用いた場合、ローラが一つだけであるので、奪われ
るトナーの熱が少なくて済む。これにより、トナーの熱
が加圧手段により奪われることを考慮しなくて装置の設
計ができるので、装置構成上の自由度が増加するという
効果を奏する。

【０２２２】請求項１１の発明のカラー画像形成装置
は、以上のように、請求項１０の構成に加えて、上記像
担持ドラム内面には、金属ドラムが形成されると共に、
上記加熱手段は、上記金属ドラムを誘導加熱するコイル
からなる構成である。

【０２２３】それゆえ、請求項１０の構成による効果に
加えて、加熱手段は、像担持ドラム内部の金属ドラムを
誘導加熱するコイルからなることで、コイルは金属ドラ
ムに接触することなく加熱することができる。これによ
り、上記コイルを像担持ドラム内の所定の位置に固定さ
せることができる。

【０２２４】また、コイルは、通電後、直ぐに立ち上が
り所定の温度に達するように金属ドラムを誘導加熱する
ようになっているので、ウォーミングアップ時間を短く
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係るカラーレーザプリ
ンタの概略構成図である。

【図２】図１のカラーレーザプリンタを用いた定着実験
を行う場合の説明図である。

【図３】図２に示すカラーレーザプリンタの定着実験の
比較例を示す説明図である。

【図４】定着実験に使用されるトナー温度と複素粘度と
の関係を示すグラフである。

【図５】図１に示すカラーレーザプリンタの加圧ローラ
における効果を確認するための実験を行う場合の説明図
である。

【図６】図５に示すカラーレーザプリンタの加圧ローラ
における効果を確認するための実験の比較例を示す説明
図である。

【図７】図５に示すカラーレーザプリンタの加圧ローラ
における効果を確認するための実験の比較例を示す説明
図である。

【図８】本発明の他の実施の形態に係るカラーレーザプ
リンタの概略構成図である。

【図９】本発明のさらに他の実施の形態に係るカラーレ
ーザプリンタの概略構成図である。

【図１０】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図
である。

【図１１】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図
である。

【符号の説明】

１０Ｂ 可視像形成ユニット（像形成手段） １０Ｃ 可視像形成ユニット（像形成手段） １０Ｍ 可視像形成ユニット（像形成手段） １０Ｙ 可視像形成ユニット（像形成手段） ２１ 中間転写ベルト（像担持ベルト） ２２ 加熱ローラ（加熱手段） ２３ 定着ローラ（加圧手段） ２４ 加圧ローラ（加圧手段） ２５ テンションローラ（ローラ） ２７ ハロゲンランプ（ヒータランプ） ４１ サーマルヒータ ６１ 中間転写ドラム（像担持ドラム） ６１ａ 金属ドラム ６２ コイル ６４ 加圧ローラ（加圧手段） Ｔ トナー像 Ｐ 記録紙（記録材） Ｘ 加熱部（加熱位置） Ｙ 定着ニップ部（圧接位置）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー像の形成面が周回可能に支持された
   像担持体と、 上記像担持体上に複数色のトナーを順次転写すること
   で、複数色のトナー像を形成する像形成手段と、 上記像担持体上に全ての色のトナーが転写された後、該
   トナー像を加熱溶融する加熱手段と、 上記像担持体上に全ての色のトナーが転写された後、該
   像担持体をトナー像の形成面側から圧接する加圧手段と
   を備え、 上記加熱溶融された複数色のトナー像を、上記像担持体
   と加圧手段との圧接位置に搬送される記録材に、転写定
   着するカラー画像形成装置において、 上記加圧手段と上記像担持体との圧接位置が、該像担持
   体の周回方向における上記加熱手段によりトナー像が加
   熱される加熱位置よりも下流側に設定されていることを
   特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】トナー像が記録材に転写定着される際のト
   ナーと記録材との界面の温度をＴ１、十分な定着強度が
   得られるようにトナー粘度の値が設定された時のトナー
   温度をＴ２とした時、 Ｔ１≧Ｔ２ となるように予め上記加熱手段によりトナー像及び像担
   持体が加熱されていることを特徴とする請求項１記載の
   カラー画像形成装置。
3. 【請求項３】上記トナーと記録材との界面の温度は、転
   写定着される直前のトナー、像担持体、加圧手段、記録
   材の各温度から理論計算により求められることを特徴と
   する請求項２記載のカラー画像形成装置。
4. 【請求項４】トナーの軟化点温度をＴ３、トナー像が記
   録材に転写定着される直前のトナーの温度をＴ４とした
   時 Ｔ４−Ｔ３≧６０（℃） となるように予め上記加熱手段によってトナー像及び像
   担持体を加熱することを特徴とする請求項１記載のカラ
   ー画像形成装置。
5. 【請求項５】上記像担持体は、少なくとも２つのローラ
   によって張架されたベルト形状の像担持ベルトからなる
   と共に、加熱手段は、該像担持ベルト内部に配置されて
   いることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載
   のカラー画像形成装置。
6. 【請求項６】上記加熱手段は、上記像担持ベルトを張架
   するローラのうち、加圧手段による像担持ベルトの加圧
   位置よりも上流側端部のローラを兼ねるローラ形状の加
   熱ローラからなることを特徴とする請求項５記載のカラ
   ー画像形成装置。
7. 【請求項７】上記加熱ローラの内部には、ヒータランプ
   が設けられていることを特徴とする請求項６記載のカラ
   ー画像形成装置。
8. 【請求項８】上記加熱手段は、上記像担持ベルトを張架
   する２つのローラの一方のローラと加圧位置との間に配
   置され、内周面側より該像担持ベルトに摺接するように
   配置されていることを特徴とする請求項５記載のカラー
   画像形成装置。
9. 【請求項９】上記加熱手段は、通電後、迅速に加熱可能
   な面状発熱体を有するサーマルヒータからなることを特
   徴とする請求項８記載のカラー画像形成装置。
10. 【請求項１０】上記像担持体は、ドラム形状の像担持ド
    ラムからなると共に、上記加熱手段は、該像担持ドラム
    内に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４
    の何れかに記載のカラー画像形成装置。
11. 【請求項１１】上記像担持ドラム内面には、金属ドラム
    が形成されると共に、上記加熱手段は、上記金属ドラム
    を誘導加熱するコイルからなることを特徴とする請求項
    １０記載のカラー画像形成装置。