JP2000098773A

JP2000098773A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000098773A
Application number: JP10266750A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kagawa; 敏章香川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 2000-04-07

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上に可視像形成ユニ
ットにより形成されたトナー像Ｔｉを加熱溶融する加熱
ローラ２２と、上記中間転写ベルト２１をトナー像Ｔｉ
の形成面側から圧接する加圧ローラ２４とを備える。上
記中間転写ベルト２１と加圧ローラ２４との圧接により
形成される定着ニップ部Ｙが、上記中間転写ベルト２１
と加熱ローラ２２とで形成される加熱部Ｘよりも下流側
に設定され、且つ、上記可視像形成ユニットは、中間転
写ベルト２１に対して非接触でトナー像Ｔｉを形成す
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（以
下、従来方式と称する）のものが一般的に使用されてい
る。

【０００３】また、近年、例えば、特開平８−４４２２
０号公報や、特開平９−１１４２８２号公報等に開示さ
れているように、感光体上のトナー像を中間転写ベルト
上に１次転写した後、この中間転写ベルト上のトナー像
を加熱して記録紙上に転写・定着する方式（以下、転写
同時定着方式と称する）が実用化されている。この転写
同時定着方式においては、従来方式において記録紙に静
電転写する際に発生していたトナーの飛び散りによる画
像劣化がないため高画質化が達成できるという利点があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の転写
同時定着方式では、以下のような問題が生じる。

【０００５】１）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像の場合、トナー−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ある。

【０００６】２）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とき、多層のトナー像の定着強度を
満足させた場合、単層のトナー像が加熱過多となり、い
わゆるオフセットが発生する。逆に定着条件を単層のト
ナー像に合わせた場合、多層のトナー像が定着不良とな
る。

【０００７】３）記録紙にトナー像を転写定着する際、
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
め十分な定着強度が得られない。

【０００８】４）ウォームアップ直後や連続通紙時等、
定着条件が変わると定着性能がばらつき易い。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。

【０００９】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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の画像形成装置
は、上記の課題を解決するために、トナー像を担持する
と共に、該トナー像の形成面が周回可能となるように支
持された像担持体と、上記像担持体上にトナー像を形成
する像形成手段と、上記像担持体上に形成されたトナー
像を加熱溶融する加熱手段と、上記加熱手段によりトナ
ー像が加熱溶融された後、上記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、上記加熱
溶融されたトナー像を転写定着する画像形成装置におい
て、上記圧接位置が、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、且つ上記像形成手段は、像担持体に
対して非接触でトナー像を形成することを特徴としてい
る。

【００１１】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。

【００１２】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、トナー像の層
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。

【００１３】しかも、像形成手段は、像担持体に対して
非接触でトナー像を形成するようになっているので、ト
ナー像の加熱溶融時に加熱された像担持体の熱が像形成
手段に伝わりにくく、像担持体を冷却する必要がない。

【００１４】このため、熱効率に優れ、且つ転写効率に
優れた素材で像担持体を形成することができるので、高
画質の画像を得ることができる。

【００１５】さらに、像担持体に対して像形成手段は接
触しないようになっているので、像担持体にオフセット
防止剤を塗布することができ、カラートナーのようなシ
ャープメルトでオフセットの発生しやすいトナーを使用
することができる。

【００１６】請求項２の画像形成装置は、上記の課題を
解決するために、トナー像を担持すると共に、該トナー
像の形成面が周回可能となるよう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像を形成する像形
成手段と、上記像担持体上に複数色のトナー像が形成さ
れた後、該トナー像を加熱溶融する加熱手段と、上記加
熱手段によりトナー像が加熱溶融された後、上記像担持
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、上記加熱溶融されたトナー像を転写定着する
画像形成装置において、上記圧接位置が、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、且つ上記像形成
手段は、像担持体に対して非接触でトナー像を形成する
ことを特徴としている。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】しかも、像形成手段は、像担持体に対して
非接触でトナー像を形成するようになっているので、ト
ナー像の加熱溶融時に加熱された像担持体の熱が像形成
手段に伝わりにくく、像担持体を冷却する必要がない。

【００２１】このため、熱効率に優れ、且つ転写効率に
優れた素材で像担持体を形成することができる。したが
って、像担持体の熱容量を大きく設定できるためカラー
画像においても十分な転写効率を得ることができる。

【００２２】具体的には、像担持体のトナー像形成面側
には、エラストマーからなる弾性層を被覆し、かつ該弾
性層の厚さを７０μｍ以上とする。これにより、弾性層
は、記録材表面の形状に追従して変形し、トナーと記録
材との密着性を十分に確保することができるので、１０
０％近い転写効率を得ることができる。

【００２３】請求項３の画像形成装置は、上記の課題を
解決するために、請求項１または２の構成に加えて、像
形成手段が、像担持体の下方に配置されていることを特
徴としている。

【００２４】上記の構成によれば、請求項１または２の
作用に加えて、像形成手段が像担持体の下方に配置され
ていることで、該像担持体周辺の加熱された空気が上昇
するため、像形成手段の温度上昇を確実に防止すること
ができる。

【００２５】請求項４の画像形成装置は、上記の課題を
解決するために、請求項１ないし３の何れかの構成に加
えて、像形成手段が、像担持体上に直接トナー像を形成
することを特徴としている。

【００２６】上記の構成により、請求項１ないし３の何
れかの作用に加えて、像形成手段が像担持体上に直接ト
ナー像を形成することで、トナー像を像担持体前に形成
する方式、すなわち感光体上にトナー像を形成した後、
像担持体上に転写する方式に比べて、トナー像の解像度
の劣化を抑えることができる。

【００２７】また、トナー像の形成対象が記録材ではな
く形状や抵抗特性の安定している像担持体であるため、
安定した画像形成が行える。よって、高画質の画像を得
ることができる。

【００２８】トナー像を直接像担持体上に形成する機構
として、例えば以下の請求項５および６が考えられる。

【００２９】請求項５の画像形成装置は、上記の課題を
解決するために、請求項４の構成に加えて、像形成手段
は、トナーを担持するトナー担持体と、上記トナー担持
体と上記像担持体との間に配され、トナーの通過部とな
る複数のゲートを有する制御電極と、上記トナー担持体
と上記像担持体との間に所定の電位差が生じるように電
圧を印加すると共に、上記制御電極に所定の電圧を印加
する電圧印加手段と、トナーの上記制御電極のゲートに
おける通過量が変化するように、上記制御電極に印加す
る電圧が変化するように上記電圧印加手段を制御する制
御手段とを備えていることを特徴としている。

【００３０】請求項６の画像形成装置は、上記の課題を
解決するために、請求項４の構成に加えて、像形成手段
は、上記像担持体表面に形成する画像に応じた静電潜像
を形成する静電潜像形成手段と、トナーを担持するトナ
ー担持体と、上記トナー担持体と上記像担持体との間
に、該トナー担持体に担持されたトナーを上記静電潜像
の形成された像担持体表面に飛翔させる電圧を該トナー
に印加する電圧印加手段とを備えていることを特徴とし
ている。

【００３１】請求項７の画像形成装置は、上記の課題を
解決するために、請求項６の構成に加えて、電圧印加手
段により印加される電圧によって形成される電界が、交
番電界であることを特徴としている。

【００３２】上記の構成によれば、電圧印加手段により
印加される電圧によって形成される電界が交番電界であ
れば、トナー担持体と像担持体との間の空隙距離が多少
変動しても高画質のトナー像を像担持体上に形成するこ
とができる。

【００３３】

【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６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プリンタに適用した場合について説
明する。他の実施の形態についても同様とする。

【００３４】先ず、本実施の形態に係るカラープリンタ
の概略について以下に説明する。

【００３５】上記カラープリンタは、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１０
Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂ及び転写定着ユニット２０
を備えている。

【００３６】上記転写定着ユニット２０は、像担持体と
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。

【００３７】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Ｔｉ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に対して図示しない加圧手段に
より所定の圧力で圧接されている。

【００３８】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とテンションローラ２
５とが中間転写ベルト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に対して図示しない加圧手段により所定の圧力で押
圧されている。

【００３９】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。

【００４０】それぞれの可視像形成ユニット１０Ｙ，１
０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂには、内部にトナーＴを収容する
フレーム１１と、該フレーム１１内に設けられ、トナー
Ｔを撹拌して帯電させる撹拌ローラ１２と、帯電された
トナーＴを静電力により担持するトナー担持体１３とが
設けられている。上記フレーム１１内には、トナー担持
体１３の外周面に担持されるトナー層厚を規制するため
のドクターブレード１４が設けられている。なお、図１
では、説明の便宜上、可視像形成ユニット１０Ｙ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。

【００４１】上記フレーム１１には、それぞれ異なる色
のトナーＴが格納されている。即ち、可視像形成ユニッ
ト１０Ｙのフレーム１１にはイエロー（Ｙ）のトナーＴ
が、可視像形成ユニット１０Ｍのフレーム１１にはマゼ
ンタ（Ｍ）のトナーＴが、可視像形成ユニット１０Ｃの
フレーム１１にはシアン（Ｃ）のトナーＴが、可視像形
成ユニット１０Ｂのフレーム１１にはブラック（Ｂ）の
トナーＴが収容されている。

【００４２】上記フレーム１１の上部、すなわちトナー
担持体１３と中間転写ベルト２１との間には、印刷ヘッ
ド１５が配設されている。そして、中間転写ベルト２１
を介して上記印刷ヘッド１５に対向する位置に、対向電
極１６が配設されている。上記対向電極１６は、例えば
トナー担持体１３の接線方向に対して平行に設けられた
平板状の導電板からなっている。なお、対向電極１６と
しては、平板状の導電板に限定されるものではなく、ト
ナー担持体１３と平行に設けられた円弧状の導電板、も
しくは導電性の円筒であっても良い。

【００４３】上記の中間転写ベルト２１とトナー担持体
１３との間の空隙は１ｍｍ、また印刷ヘッド１５とトナ
ー担持体１３との間の空隙は１００μｍに設定されてい
る。

【００４４】また、図示しないが、トナー担持体１３と
対向電極１６との間に電圧を印加する電源部が設けられ
ており、この電源部によって印加された電圧によって、
トナー担持体１３付近には、該トナー担持体１３に担持
されたトナーＴを対向電極１６方向に飛翔させるために
必要なトナー飛翔開始電圧よりも強い電界もしくは弱い
電界が付与される。

【００４５】印刷ヘッド１５は、図２に示すように、厚
さ２５μｍのポリイミド製の絶縁シート１５ａにより構
成されており、この絶縁シート１５ａには銅やステンレ
ス等からなる各々独立したリング状の導電体、すなわち
リング状電極１５ｂが形成されている。そして、上記絶
縁シート１５ａには、それぞれのリング状電極１５ｂに
対応して貫通孔１５ｃが形成されている。この貫通孔１
５ｃをトナーＴが通過するようになっている。

【００４６】上記リング状電極１５ｂには、各々独立し
て電源部（図示せず）に接続されており、印刷ヘッド制
御部（図示せず）から供給される電極制御信号に基づい
て、電源部からそれぞれのリング状電極１５ｂに供給さ
れる電位が制御される。

【００４７】また、上記リング状電極１５ｂは、対向電
極１６と平行をなし、かつ対向電極１６に対向して２次
元的に広がっており、トナー担持体１３から対向電極１
６方向へのトナー流の通過部、いわゆるゲートとなって
いる。すなわち、リング状電極１５ｂは、供給される電
位によって、トナー担持体１３と対向電極１６との間に
付与された電界を変化させ、トナーＴが上記貫通孔１５
ｃを通ってトナー担持体１３側から対向電極１６側に通
過するのを制御するようになっている。

【００４８】ここで、電極制御信号に基づいてリング状
電極１５ｂに付与される電位は、トナー担持体１３と対
向電極１６との間の電界が上記のトナー飛翔開始電界よ
りも強い電界である場合には、トナーＴの飛翔を阻止す
る電位に設定され、上記の電界がトナー飛翔開始電界よ
りも弱い電界である場合には、トナーＴを飛翔させる電
位に設定される。

【００４９】また、可視像形成ユニットによるトナー像
Ｔｉの形成は、以下の原理により行われる。

【００５０】一般に、帯電粒子を空気（真空）物質境界
面に置いた場合には、静電力により物質境界面と帯電粒
子との間に吸引力が発生する。従って、トナーＴは、ト
ナー担持体１３の表面に静電気力で担持される。この状
態において、トナー担持体１３の表面に、トナーＴとト
ナー担持体１３との間の静電吸引力を上回る電界が印加
されると、トナーＴはトナー担持体１３から離れ、電界
による力で加速されて特定の方向へ移動する。

【００５１】そこで、印刷ヘッド１５におけるリング状
電極１５ｂに付与する電位と、トナー担持体１３および
対向電極１６との電位関係により、トナー担持体１３に
担持されているトナーＴを対向電極１６方向に飛翔させ
ることができる電界をトナー担持体１３の表面に発生さ
せ、この電界によりリング状電極１５ｂにトナーＴを通
過させて対向電極１６に飛翔させている。この場合、リ
ング状電極１５ｂへの付与電位を画像信号に応じて制御
し、対向電極１６におけるトナー担持体１３との対向面
側に配られる中間転写ベルト２１の表面に画像信号に応
じたトナー像Ｔｉを形成する。

【００５２】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、図１に示すように、周長８０ｍｍ、厚さ５０μｍ
のポリイミドからなる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。

【００５３】加熱ローラ２２は、直径１５ｍｍ、肉厚
０．５ｍｍのアルミニウム製の中空芯金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２７が配置されている。

【００５４】上記のフッ素ゴムからなる被覆層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。

【００５５】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Ｔｉを加熱溶融するための加熱部Ｘ（加熱幅２
３．５ｍｍ）を形成している。

【００５６】後述のように、定着ニップ部Ｙの幅（定着
ニップ幅）は、４．５ｍｍであり、本実施の形態のカラ
ープリンタのように、トナー像Ｔｉの加熱部Ｘと記録紙
Ｐへの定着ニップ部Ｙとを分離することで、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像の加熱溶融と記
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。

【００５７】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
れている。そして、このサーミスタ２８が加熱ローラ２
２の表面温度を検知し、このサーミスタ２８の検知信号
に基づいてハロゲンランプ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表面が定着可能温度の１７０℃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。

【００５８】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
ム製の芯金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。

【００５９】また、加圧ローラ２４は、直径３０ｍｍ、
肉厚５ｍｍのアルミニウム製の芯金２４ａ表面に厚さ１
０μｍのフッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン：Ｐ
ＴＦＥ）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。

【００６０】上記加圧ローラ２４は、中間転写ベルト２
１を挟んで、定着ローラ２３に対し加圧手段（図示せ
ず）により１８０Ｎの加圧力で押圧付勢されることによ
り定着ニップ部Ｙを形成するようになっている。ここ
で、上記定着ニップ部Ｙの幅（定着ニップ幅）は４．５
ｍｍ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の断面形状は下に凸の形状となる。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。

【００６１】さらに、加熱ローラ２２、定着ローラ２
３、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にするこ
とにより、加熱ローラ２２により加熱されたトナー像Ｔ
ｉおよび中間転写ベルト２１が定着ニップ部Ｙの上流側
で定着ローラ２３に接することにより温度降下するのを
未然に防ぐことができる。

【００６２】また、テンションローラ２５は、直径１６
ｍｍのアルミニウム製の芯金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。

【００６３】クリーニングローラ２６は、直径１２ｍｍ
のアルミニウム製の芯金２６ａ上に厚さ２ｍｍのノーメ
ックス（デュポン社製）からなるフェルト２６ｂを螺旋
状に巻き付けた構成である。上記フェルト２６ｂには粘
度１００ＣＳのジメチルシリコーンオイルが含浸されて
いる。これにより、クリーニングローラ２６が回転する
ことにより、フェルト２６ｂに含浸されたジメチルシリ
コーンオイルが中間転写ベルト２１表面に塗布されるこ
とになる。なお、上記ジメチルシリコーンオイルは、ト
ナーＴの中間転写ベルト２１表面へのオフセットを防止
するための離型剤として用いられる。

【００６４】したがって、上記クリーニングローラ２６
は、中間転写ベルト２１表面をクリーニングするクリー
ニング手段と、中間転写ベルト２１表面に離型剤を塗布
するための離型剤塗布手段とを兼ねることになる。

【００６５】続いて、上記のように構成されたカラープ
リンタの動作を以下に説明する。

【００６６】まず、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
施の形態では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。

【００６７】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により現像された各色トナー画像が中間転写
ベルト２１上に順次形成される。形成されたトナー画像
からなるトナー像Ｔｉ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。

【００６８】その後、中間転写ベルト２１上で溶融した
トナー像Ｔｉ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。

【００６９】そして、記録紙Ｐが加圧ローラ２４で押圧
されることより、溶融されたトナー像Ｔｉが記録紙Ｐ上
に転写定着される。万一、紙ジャム等によりトナーＴ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
接しているクリーニングローラ２６により該中間転写ベ
ルト２１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。このとき、同時にクリーニングロー
ラ２６は、フェルト２６ｂに含浸されたジメチルシリコ
ーンオイルを中間転写ベルト２１表面に塗布することに
なり、中間転写ベルト２１上へのトナーＴのオフセット
を防止するようにもなっている。

【００７０】上記構成のカラープリンタでは、図１に示
すように、中間転写ベルト２１上の加熱部Ｘの幅（本実
施の形態では加熱幅２３．５ｍｍ）を比較的長くできる
ので、該中間転写ベルト２１上に形成されたトナー像Ｔ
ｉを広い範囲で加熱することが可能となる。これによ
り、多色のトナーＴにより複数層に形成されたトナー像
Ｔｉであっても、層厚に関係なく均一に、しかも短時間
で該トナー像Ｔｉを溶融することができる。

【００７１】また、本実施の形態のカラープリンタのよ
うに、加熱部Ｘと定着ニップ部Ｙとを分離することで、
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て、加圧ローラ２４の温度上
昇を小さくすることができる。これにより、定着ニップ
部Ｙにおける温度を一定に保つことができるので、記録
紙Ｐの種類、厚さ（坪量）等に関係なく安定した定着性
能を得ることができる。

【００７２】上述のような効果を奏するカラープリンタ
として、図１で示したものの他に、例えば図３に示すよ
うな構成のものが提案されている。

【００７３】図３に示すカラープリンタは、図１に示し
たカラープリンタとほぼ同じ構成であるが、可視像形成
ユニット１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｂが異
なっている。他の部材については、図１に示すカラープ
リンタと同一の符号を付記し、その説明は省略する。

【００７４】上述の４組の可視像形成ユニット１１０
Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｂは、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おいて、該中間転写ベルト２１外周
面に対向する形で順次配置されている。

【００７５】それぞれの可視像形成ユニット１１０Ｙ，
１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｂは、感光体ドラム１１１
の周囲に帯電ローラ１１２、レーザー光照射手段１１
３、現像器１１４、転写ローラ１１５、クリーナー１１
６が配置された構成となっている。図３では、可視像形
成ユニット１１０Ｙ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１１０Ｍ，１１０
Ｃ，１１０Ｂについては省略している。

【００７６】上記現像器１１４には、それぞれ異なる色
のトナーＴが格納されている。即ち、可視像形成ユニッ
ト１１０Ｙの現像器１１４にはイエロー（Ｙ）のトナー
Ｔが、可視像形成ユニット１１０Ｍの現像器１１４には
マゼンタ（Ｍ）のトナーＴが、可視像形成ユニット１１
０Ｃの現像器１１４にはシアン（Ｃ）のトナーＴが、可
視像形成ユニット１１０Ｂの現像器１１４にはブラック
（Ｂ）のトナーＴが収容されている。

【００７７】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。

【００７８】すなわち、感光体ドラム１１１表面を帯電
ローラ１１２で一様に帯電した後、レーザー光照射手段
１１３により感光体ドラム１１１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１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｂ
の各現像器１１４により感光体ドラム１１１上の静電潜
像を順次現像して顕像化し、この顕像化されたトナー画
像をトナーＴとは逆極性のバイアス電圧が印加された転
写ローラ１１５により転写定着ユニット２０の中間転写
ベルト２１上に転写し、トナー像Ｔｉを中間転写ベルト
２１上に形成するようになっている。

【００７９】図３に示すカラープリンタにおいても、図
１に示すカラープリンタと同様に、トナー像Ｔｉを加熱
する部分である加熱部Ｘの長さを長くできるので、中間
転写ベルト２１上に形成されたトナー像Ｔｉを広い範囲
で加熱することが可能となり、多色のトナーＴにより複
数層に形成されたトナー像Ｔｉ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Ｔｉを溶融
することができる。

【００８０】また、定着ニップ部Ｙと加熱部Ｘとが離れ
ているので、加圧ローラ２４の温度上昇を抑えることが
できる。これにより、定着ニップ部Ｙの温度を一定に保
つことができ、この結果、記録紙Ｐの種類、厚さ（坪
量）等に関係なく安定した定着性能を得ることができ
る。

【００８１】ところで、図３に示すカラープリンタで
は、可視像形成ユニットによって中間転写ベルト２１上
にトナー像Ｔｉを形成する場合、感光体ドラム１１１が
中間転写ベルト２１に接触してトナー像Ｔｉを該中間転
写ベルト２１に転写している。すなわち、トナー像Ｔｉ
を感光体ドラム１１１によって中間転写ベルト２１に直
接転写する方式（以下、接触方式と称する）を採用して
いる。このため、感光体ドラム１１１の汚染を防止する
ために、図１に示すカラープリンタにおいて使用されて
いる離型剤を中間転写ベルト２１に塗布することができ
ない。したがって、図３に示すカラープリンタでは、ク
リーニングローラ２６には離型剤を塗布する機能はな
い。

【００８２】一方、図１に示すカラープリンタでは、可
視像形成ユニットによって中間転写ベルト２１上にトナ
ー像Ｔｉを形成する場合、トナー担持体１３に担持され
たトナーＴを中間転写ベルト２１に向かって飛翔させて
いる。すなわち、トナーＴを飛翔させて中間転写ベルト
２１にトナー像Ｔｉが形成される。このように、中間転
写ベルト２１のトナー像Ｔｉ形成面側には、可視像形成
ユニットの何れの部材も接触しないことから、この方式
を非接触方式と称する。

【００８３】ここで、非接触方式の図１に示すカラープ
リンタにおいて、定着ニップ部Ｙでの中間転写ベルト２
１の温度変化を伝熱シミュレーションにより計算を行っ
た結果を図４に示す。上述したように、中間転写ベルト
２１は、内周面側にはポリイミド（ＰＩ）層が形成され
ると共に、外周面側にはシリコーンゴム（Ｓｉゴム）層
が形成されている。つまり、図４では、中間転写ベルト
２１の表裏の温度を定着ニップ幅の変化、すなわち定着
ニップ部Ｙの入口から出口に至る温度を測定した結果を
示している。図４の結果から、中間転写ベルト２１の表
面温度は、定着ニップ部Ｙの通過直後において約１１０
℃の温度になっていることが分かる。

【００８４】ところが、図３に示すカラープリンタで
は、可視像形成ユニットの感光体ドラム１１１が中間転
写ベルト２１に接触しているので、感光体ドラム１１１
の感度特性を安定的に維持するために、中間転写ベルト
２１が定着ニップ部Ｙ通過後、感光体ドラム１１１に接
触するまでに常温近くまで冷却する必要がある。

【００８５】中間転写ベルト２１が定着ニップ部Ｙ通過
後の温度を、例えば４０℃まで冷却する場合には、該中
間転写ベルト２１の冷却による熱損失は、シリコーンゴムの熱容量：１．９７×１０^-3Ｊ／ｍｍ³℃ ポリイミドの熱容量：１．６２×１０^-3Ｊ／ｍｍ³℃ シリコーンゴムの厚さ：１５０μｍポリイミドの厚さ：５０μｍ中間転写ベルトの幅：３２０ｍｍ（Ａ３幅想定）プロセス速度：１２０ｍｍ／ｓとすると、１０１２Ｗとなり非常に熱効率の悪いシステ
ムとなることが分かる。

【００８６】シリコーンゴム層の厚さを薄くすること
で、中間転写ベルト２１の熱容量を低減できれば、冷却
による熱損失を小さくすることができるが、実験の結
果、シリコーンゴム層の厚さを薄くすると定着ニップ部
Ｙでの中間転写ベルト２１から記録紙Ｐへのトナー像Ｔ
ｉの転写効率が悪化することが分かった。

【００８７】ここで、中間転写ベルトの構成と記録紙へ
のトナーの転写効率および冷却した時の熱損失との関係
を調べた結果を以下の表１に示す。

【００８８】

【表１】

【００８９】表１から、記録紙Ｐへの転写効率を確保す
るためには、中間転写ベルト２１の離型層としてはＰＦ
Ａ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビ
ニルエーテル共重合体）のような樹脂材料よりも、シリ
コーンゴムのようなエラストマー材料の方が好ましく、
さらに、シリコーンゴム層の層厚としては７０μｍ以
上、より好ましくは１００μｍ以上に設定するのが望ま
しいことが分かる。この理由について、図５および図６
を参照しながら以下に説明する。

【００９０】図５は、中間転写ベルト２１の被覆層とし
てＰＦＡのような樹脂材料を薄層形成（層厚２０μｍ）
した場合の記録紙Ｐへのトナー像Ｔｉの転写状態を示し
た図である。

【００９１】図６は、中間転写ベルト２１の被覆層とし
てシリコーンゴムのようなエラストマー材料を厚く形成
（層厚１５０μｍ）した場合の記録紙Ｐへのトナー像Ｔ
ｉの転写状態を示した図である。

【００９２】図５および図６に示すように、記録紙Ｐの
表面は平滑でなく微小に凹凸が存在する。このため、中
間転写ベルト２１の被覆層としてＰＦＡのような材料硬
度の高い材料は、図５に示すように、記録紙Ｐ表面の凹
凸形状に追従して変化することができず、トナー像Ｔｉ
と記録紙Ｐとの空隙部Ａが存在することになる。したが
って、記録紙Ｐ上に転写されるトナー像Ｔｉは、該トナ
ーと記録紙Ｐが密着している部分（図の斜線部）のみで
あり、それ以外のトナー（空隙部Ａに対応する部分のト
ナー）は中間転写ベルト２１上に残留するため、転写効
率が悪くなることが分かる。

【００９３】一方、中間転写ベルト２１の被覆層として
層厚の厚いシリコーンゴム層を用いた場合、シリコーン
ゴムのようなエラストマー材料は、ＰＦＡのような樹脂
材料に比べ材料硬度が低く、また、層厚も厚いため、図
６に示すように、記録紙Ｐ表面の凹凸に追従して変形
し、トナー像Ｔｉはほぼ全面にわたって記録紙Ｐと密着
（図の斜線部）されることになる。この結果、中間転写
ベルト２１上に形成されたトナー像Ｔｉは、ほぼ１００
％記録紙Ｐ側に転写される。

【００９４】以上のことから、中間転写ベルト２１の被
覆層として、熱効率の高い材料であるＰＦＡを用いた場
合は転写効率が悪く、熱効率の低い材料であるシリコー
ンゴムを用いた場合は転写効率が良くなる。

【００９５】このため、図３に示すカラープリンタのよ
うに、中間転写ベルト２１に可視像形成ユニットの感光
体ドラム１１１が接触している接触方式の場合、感光体
ドラム１１１への熱の影響を無くすために中間転写ベル
ト２１の被覆層としては、ＰＦＡを用いる必要がある。
この結果、接触方式のカラープリンタでは、記録紙Ｐへ
の１００％近い転写効率と、中間転写ベルト２１の冷却
に伴う熱損失の低減とを両立させるのが困難である。

【００９６】しかしながら、図１に示すカラープリンタ
のように、中間転写ベルト２１に可視像形成ユニットの
何れの部材も接触しないような非接触方式の場合、該中
間転写ベルト２１の熱が該可視像形成ユニットに伝わり
にくい。したがって、非接触方式では、接触方式のよう
に中間転写ベルト２１を冷却する必要がなく、中間転写
ベルト２１の被覆層としてシリコーンゴムのようなエラ
ストマー材料を使用することができ、しかも層厚を厚く
することができるので、１００％近い転写効率と熱損失
の低減とを両立させることができる。

【００９７】さらに、非接触方式のカラープリンタを用
いた場合、以下に示すような利点がある。ここでの説明
には、図１に示すカラープリンタを用いるものとする。

【００９８】中間転写ベルト２１の下方に可視像形成ユ
ニットを配置した場合、中間転写ベルト２１により昇温
された周囲の空気は上昇し可視像形成ユニットとは反対
方向である上方に移動する。このため、可視像形成ユニ
ットの昇温を抑えるにはより効果的な構成となってい
る。

【００９９】また、中間転写ベルト２１にはトナーＴが
オフセットすることを防止するためのシリコーンオイル
等のオフセット防止剤（離型剤）を塗布することができ
る。これに対して、図３に示す接触方式のカラープリン
タでは、中間転写ベルト２１に感光体ドラム１１１が接
触しているので、該中間転写ベルト２１上には離型剤を
塗布することができない。

【０１００】具体的には、図１に示すカラープリンタで
は、離型剤塗布手段としてのクリーニングローラ２６に
ジメチルシリコーンオイルを含浸することで、中間転写
ベルト２１上にジメチルシリコーンオイルを塗布してい
る。この結果、中間転写ベルト２１とトナーＴとの離型
性が向上し、確実にオフセットを防止することができ
る。

【０１０１】さらに、接触方式のカラープリンタでは、
図３に示すように、常に中間転写ベルト２１に感光体ド
ラム１１１が接触しているため、該感光体ドラム１１１
が磨耗しやすく装置の寿命を短くしている。特に、中間
転写ベルト２１表面にトナーＴがオフセットした場合、
該中間転写ベルト２１表面に付着固化したトナーＴとの
摺動による感光体ドラム１１１のダメージが大きく、最
悪の場合には感光体ドラム１１１を交換する必要があ
る。これに対して、図１に示す非接触方式のカラープリ
ンタでは、中間転写ベルト２１と可視像形成ユニットの
構成部材は接触していないので、装置の延命化が図れ
る。

【０１０２】また、図３に示す接触方式のカラープリン
タでは、以下の問題が生じている。

【０１０３】（１）感光体ドラム１１１上に一旦トナー
像Ｔｉを現像した後、中間転写ベルト２１上にトナー像
Ｔｉを転写するため、装置が複雑であると共に、装置の
小型化が図れない。

【０１０４】（２）感光体ドラム１１１上に一旦トナー
像Ｔｉを現像した後、中間点転写ベルト２１上にトナー
像Ｔｉを転写する際に解像度が劣化している。

【０１０５】一方、図１に示す非接触方式のカラープリ
ンタでは、上記のように可視像形成ユニットにより中間
転写ベルト２１上にトナーＴを飛翔させて、直接中間転
写ベルト２１上にトナー像Ｔｉを形成するようになって
いるので、感光体ドラム１１１や帯電ローラ１１２、レ
ーザー光照射手段１１３、クリーナー１１６等の図３に
示す可視像形成ユニットで必要な部材が不要となる。こ
の結果、装置の小型化、低価格化が実現できると同時
に、接触方式のカラープリンタの中間転写ベルト２１へ
のトナー像Ｔｉの転写の際に生じていた解像度劣化を解
消し、高画質化を実現することができる。

【０１０６】なお、本実施の形態１では、ベルト形状の
像担持体として中間転写ベルト２１を使用したカラープ
リンタについて説明したが、以下の実施の形態２では、
ドラム形状の中間転写ドラムを使用したカラープリンタ
について説明する。

【０１０７】〔実施の形態２〕本発明の他の実施の形態
について図７ないし図９に基づいて説明すれば、以下の
通りである。なお、本実施の形態においても、実施の形
態１と同様に画像形成装置をカラープリンタに適用した
場合について説明する。

【０１０８】本実施の形態に係るカラープリンタは、図
７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（像担持体）６１が用いられている。

【０１０９】上記中間転写ドラム６１の周りには、静電
潜像形成手段としてのイオンフロー記録ヘッド７０、回
転現像ユニット５０、加圧ローラ６２、クリーニングロ
ーラ６３、除電器６４が順に配設されている。また、中
間転写ドラム６１内部には、該中間転写ドラム６１を誘
導加熱するためのコイル６５および該コイル６５に高周
波電流を通電するための電源６６が配設されている。そ
して、上記イオンフロー記録ヘッド７０と回転現像ユニ
ット５０とによって像形成手段を構成している。

【０１１０】まず、上記イオンフロー記録ヘッド７０に
ついて説明する。上記イオンフロー記録ヘッド７０は、
図８に示すように、コロナワイヤ７１、該コロナワイヤ
７１を覆うシールドケース７２、該シールドケース７２
の上部開口部側に、中間転写ドラム６１に対応して配設
された制御電極７３、該制御電極７３に制御電圧を印加
する制御電源部７４とを備えている。

【０１１１】上記コロナワイヤ７１は、図示しない高圧
電源に接続されており、高圧電源により６ｋｖの電圧が
印加され、これによってコロナ放電を行う。このコロナ
放電に伴い発生したイオン流は、制御電極７３を介して
中間転写ドラム６１表面に照射される。

【０１１２】上記制御電極７３は、制御電源部７４によ
ってパルス電圧が印加される。このとき、制御電源部７
４は、画像信号に基づいて制御電極７３に印加するパル
ス電圧を制御するようになっている。

【０１１３】制御電極７３は、中間転写ドラム６１表面
と平行をなしかつ中間転写ドラム６１に対応して２次元
的に広がっており、コロナワイヤ７１から中間転写ドラ
ム６１方向へのイオン流の通過部、いわゆるゲートとな
っている。そして、上記制御電極７３は、制御電源部７
４から供給されるパルス電圧により電界シャッターを形
成するようになっており、この電界シャッターの作用で
ゲートを通過するイオン流の量を制御するようになって
いる。そして、制御電極７３を通過するイオン流によ
り、中間転写ドラム６１上に静電潜像が形成される。

【０１１４】次に、回転現像ユニット５０について説明
する。上記回転現像ユニット５０は、図７に示すよう
に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーＴ
をそれぞれに収容する４つの現像器５０Ｙ，５０Ｍ，５
０Ｃ，５０Ｂと、これら現像器５０Ｙ，５０Ｍ，５０
Ｃ，５０Ｂを収容する現像器収容器８０とからなってい
る。

【０１１５】上記現像器収容器８０は、矢印方向に回転
するように構成されており、各現像器を順番に現像位置
Ｗ、すなわち中間転写ドラム６１との対向位置にくるよ
うに回転駆動制御されている。以下に、現像器５０Ｙ，
５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｂについて説明するが、何れの現
像器の構成も同じであるので、イエローのトナーＴが収
納された現像器５０Ｙについて図９を参照しながら説明
する。

【０１１６】上記現像器５０Ｙは、図９に示すように、
略円筒状のフレーム５１を有し、このフレーム５１の内
部には、イエローのトナーＴが収容されると共に、トナ
ーＴを撹拌して帯電させる撹拌ローラ５２と、トナーＴ
を担持する円筒状の現像ローラ５３とが設けられてい
る。この現像ローラ５３の外周面に担持されるトナー層
厚は、フレーム５１内に設けられたドクターブレード５
４にて規制されている。ここで、中間転写ドラム６１と
現像ローラ５３との間の空隙ｇは０．２ｍｍに設定され
ている。

【０１１７】上記現像ローラ５３には、所定の電圧を該
現像ローラ５３に供給するための電源部５５が接続され
ている。すなわち、現像ローラ５３には、上記電源部５
５によって印加される電圧によって、該現像ローラ５３
に担持されたトナーＴを中間転写ドラム６１方向に飛翔
させるために必要なトナー飛翔開始電圧よりも強い電界
が付与される。この結果、現像ローラ５３上に担持され
たトナーＴが中間転写ドラム６１方向に飛翔し、イオン
フロー記録ヘッド７０によって形成された中間転写ドラ
ム６１上の静電潜像に応じてトナー像Ｔｉが形成され
る。

【０１１８】このとき、現像ローラ５３に印加する電圧
としては、ＤＣバイアス電圧あるいはＤＣにＡＣを重畳
したバイアス電圧いずれも使用可能である。

【０１１９】ＤＣにＡＣを重畳したバイアス電圧を使用
した場合は、非画像部でのかぶりが小さく、またＤＣバ
イアスのみ印加する場合に比べて空隙ｇの設定を大きく
できるというメリットがある。

【０１２０】一方、ＤＣバイアスのみ印加する方法は、
本実施の形態のようにカラーを想定したプロセスにおい
て、中間転写ドラム６１上で各色のトナー画像を重ねあ
わせる必要がある場合、ＡＣを重畳する方法に比べて、
転写済の中間転写ドラム６１上のトナー画像を乱しにく
く、また現像器での色の混色が少ないといったメリット
がある。

【０１２１】また、上記の電源部５５により印加される
電圧によって形成される電界が、交番電界であれば、中
間転写ドラム６１と現像ローラ５３との間の空隙ｇが多
少変動しても高画質のトナー像Ｔｉを中間転写ドラム６
１上に形成することができる。

【０１２２】上記中間転写ドラム６１は、図７に示すよ
うに、ステンレス製の金属ドラム６１ａ上に厚さ１５０
μｍのシリコーンゴムからなる離型層６１ｂを有する構
成である。

【０１２３】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Ｔｉを記録紙Ｐに転写同時定着させるた
めの加圧ローラ６２、中間転写ドラム６１上にオフセッ
ト防止剤を塗布し、且つ中間転写ドラム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６３
およびイオンフロー記録ヘッド７０により帯電した中間
転写ドラム６１表面を除電するための除電器６４が設け
られている。

【０１２４】上記加圧ローラ６２は、直径２０ｍｍのア
ルミニウム製の芯金６２ａ表面に厚さ５ｍｍのシリコー
ンゴムからなる弾性層６２ｂが設けられた構成となって
いる。

【０１２５】上記クリーニングローラ６３は、直径１６
ｍｍのアルミニウム製の芯金６３ａ上に厚さ２ｍｍのノ
ーメックス（デュポン社製）からなるフェルト６３ｂを
螺旋状に巻き付けた構成となっている。このフェルト６
３ｂには、オフセット防止剤として粘度１００ＣＳのジ
メチルシリコーンオイルが含浸されている。

【０１２６】上記除電器６４は、電子写真プロセスで一
般的に用いられているＡＣコロナ放電により除電を行う
コロナ放電器からなっている。

【０１２７】また、上記加圧ローラ６２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。すなわ
ち、加圧ローラ６２は、トナー像Ｔｉ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、そうでない場合には、中間転写ドラム６１から離
間するように移動する。

【０１２８】また、上記クリーニングローラ６３は、上
記加圧ローラ６２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。すなわち、クリーニングロ
ーラ６３は、中間転写ドラム６１上のトナー像Ｔｉが記
録紙Ｐに転写定着されるまでは、中間転写ドラム６１か
ら離間し、転写定着した後、中間転写ドラム６１に圧接
するように移動する。

【０１２９】上記中間転写ドラム６１内部に設けられた
電源６６は、図示しない制御手段によって、中間転写ド
ラム６１上への各色のトナー画像の現像工程が完了する
までコイル６５への通電をＯＦＦにし、現像工程が完了
した後、コイル６５への通電をＯＮするように制御され
ている。

【０１３０】したがって、上記のコイル６５は、中間転
写ドラム６１と加圧ローラ６２との間に形成される圧接
部、すなわち定着ニップ部Ｙ（定着ニップ幅４．５ｍ
ｍ）の上流側に配設され、電源６６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２３．５
ｍｍ）を形成するようになっている。

【０１３１】上記構成のカラープリンタの動作について
図７を参照しながら以下に説明する。

【０１３２】まず、中間転写ドラム６１は、矢印方向に
回転しながら、イオンフロー記録ヘッド７０によって表
面にイエローの画像に対応する静電潜像が形成される。
この静電潜像は、回転現像ユニット５０の現像器収容器
８０の回転により予め現像位置Ｗに定置されたイエロー
のトナーＴが収容された現像器５０Ｙにより現像され、
可視像であるイエローのトナー画像を形成する。

【０１３３】次に、中間転写ドラム６１上へのイエロー
のトナー画像の現像が終了すると、現像器収容器８０は
回転し、マゼンタのトナーＴが収容された現像器５０Ｍ
を現像位置Ｗに定置させる。そして、中間転写ドラム６
１は、表面にイエローのトナー画像を保持したまま矢印
方向に回転し、イオンフロー記録ヘッド７０により該イ
エローのトナー画像の上からマゼンタの画像に対応する
静電潜像が形成され、現像位置Ｗにおいてマゼンタのト
ナー画像が現像される。

【０１３４】引き続き、上述したプロセスをそれぞれシ
アン色およびブラック色に対しても実施し、中間転写ド
ラム６１上に４色のトナー画像を現像し、トナー像Ｔｉ
を形成する。なお、この現像工程が終了するまでは、加
圧ローラ６２、クリーニングローラ６３は中間転写ドラ
ム６１から離間した位置で待機し、コイル６５への通電
も行われていない。

【０１３５】続いて、中間転写ドラム６１上にすべての
色のトナー画像が現像され、トナー像Ｔｉが形成される
と、電源６６からコイル６５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６２が中間転写ドラム６
１に圧接する位置に移動する。

【０１３６】そして、トナー像Ｔｉは、中間転写ドラム
６１の回転とともに、現像位置Ｗ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Ｔｉ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。

【０１３７】中間転写ドラム６１上のトナー像Ｔｉが記
録紙Ｐに転写された後、クリーニングローラ６３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と同時に中間転写ドラム６
１表面にシリコーンオイルを塗布する。その後、除電器
６４により中間転写ドラム６１上の残留電荷を除電す
る。

【０１３８】本実施の形態のように、中間転写ドラム６
１上にイオンフロー記録ヘッド７０により静電潜像を形
成し、非接触現像法によりトナー画像の現像を行うよう
にする場合、トナー像Ｔｉを担持する像担持体としての
中間転写ドラム６１と像形成手段である回転現像ユニッ
ト５０とを非接触で構成すればよい。したがって、本実
施の形態においても、前記実施の形態１と同様に以下の
効果を奏する。

【０１３９】・１００％近い転写効率と熱損失の低減の
両立が可能となる。・中間転写ドラム６１にオフセット防止剤を塗布するこ
とが可能となる。・装置の長寿命化が可能となる。

【０１４０】

【発明の効果】請求項１の発明の画像形成装置は、以上
のように、トナー像を担持すると共に、該トナー像の形
成面が周回可能となるように支持された像担持体と、上
記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、上記
像担持体上に形成されたトナー像を加熱溶融する加熱手
段と、上記加熱手段によりトナー像が加熱溶融された
後、上記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、上記加熱溶融されたトナー像を
転写定着する画像形成装置において、上記圧接位置が、
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、且
つ上記像形成手段は、像担持体に対して非接触でトナー
像を形成する構成である。

【０１４１】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、トナー像の層厚
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。

【０１４２】しかも、像形成手段は、像担持体に対して
非接触でトナー像を形成するようになっているので、ト
ナー像の加熱溶融時に加熱された像担持体の熱が像形成
手段に伝わりにくく、像担持体を冷却する必要がない。

【０１４３】このため、熱効率に優れ、且つ転写効率に
優れた素材で像担持体を形成することができるので、高
画質の画像を得ることができるという効果を奏する。

【０１４４】請求項２の発明の画像形成装置は、以上の
ように、トナー像を担持すると共に、該トナー像の形成
面が周回可能となるよう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像を形成する像形成手段
と、上記像担持体上に複数色のトナー像が形成された
後、該トナー像を加熱溶融する加熱手段と、上記加熱手
段によりトナー像が加熱溶融された後、上記像担持体を
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、上記加熱溶融されたトナー像を転写定着する画像形
成装置において、上記圧接位置が、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、且つ上記像形成手段
は、像担持体に対して非接触でトナー像を形成する構成
である。

【０１４５】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。

【０１４６】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。

【０１４７】しかも、像形成手段は、像担持体に対して
非接触でトナー像を形成するようになっているので、ト
ナー像の加熱溶融時に加熱された像担持体の熱が像形成
手段に伝わりにくく、像担持体を冷却する必要がない。

【０１４８】このため、熱効率に優れ、且つ転写効率に
優れた素材で像担持体を形成することができる。したが
って、像担持体の熱容量を大きく設定できるためカラー
画像においても十分な転写効率を得ることができるとい
う効果を奏する。

【０１４９】請求項３の発明の画像形成装置は、以上の
ように、請求項１または２の構成に加えて、像形成手段
が像担持体の下方に配置されている構成である。

【０１５０】それゆえ、請求項１または２の構成による
効果に加えて、像形成手段が像担持体の下方に配置され
ていることで、該像担持体周辺の加熱された空気が上昇
するため、像形成手段の温度上昇を確実に防止すること
ができるという効果を奏する。

【０１５１】請求項４の発明の画像形成装置は、以上の
ように、請求項１ないし３の何れかの構成に加えて、像
形成手段が像担持体上に直接トナー像を形成することを
特徴としている。

【０１５２】上記の構成により、請求項１ないし３の何
れかの構成による効果に加えて、像形成手段が像担持体
上に直接トナー像を形成することで、トナー像を像担持
体前に形成する方式、すなわち感光体上にトナー像を形
成した後、像担持体上に転写する方式に比べて、トナー
像の解像度の劣化を抑えることができる。

【０１５３】また、トナー像の形成対象が記録材ではな
く形状や抵抗特性の安定している像担持体であるため、
安定した画像形成が行える。よって、高画質の画像を得
ることができるという効果を奏する。

【０１５４】トナー像を直接像担持体上に形成する機構
として、例えば以下の請求項５および６の発明が考えら
れる。

【０１５５】請求項５の発明の画像形成装置は、以上の
ように、請求項４の構成に加えて、像形成手段は、トナ
ーを担持するトナー担持体と、上記トナー担持体と上記
像担持体との間に配され、トナーの通過部となる複数の
ゲートを有する制御電極と、上記トナー担持体と上記像
担持体との間に所定の電位差が生じるように電圧を印加
すると共に、上記制御電極に所定の電圧を印加する電圧
印加手段と、トナーの上記制御電極のゲートにおける通
過量が変化するように、上記制御電極に印加する電圧が
変化するように上記電圧印加手段を制御する制御手段と
を備えている構成である。

【０１５６】請求項６の発明の画像形成装置は、以上の
ように、請求項４の構成に加えて、像形成手段は、上記
像担持体表面に形成する画像に応じた静電潜像を形成す
る静電潜像形成手段と、トナーを担持するトナー担持体
と、上記トナー担持体と上記像担持体との間に、該トナ
ー担持体に担持されたトナーを上記静電潜像の形成され
た像担持体表面に飛翔させる電圧を該トナーに印加する
電圧印加手段とを備えている構成である。

【０１５７】請求項７の発明の画像形成装置は、以上の
ように、請求項６の構成に加えて、電圧印加手段により
印加される電圧によって形成される電界が交番電界であ
る構成である。

【０１５８】それゆえ、電圧印加手段により印加される
電圧によって形成される電界が交番電界であれば、トナ
ー担持体と像担持体との間の空隙距離が多少変動しても
高画質のトナー像を像担持体上に形成することができる
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プリンタの
概略構成図である。

【図２】図１のカラープリンタに備えられた可視像形成
ユニットが有する印刷ヘッドの概略構成図である。

【図３】本発明の実施の他の形態に係るカラープリンタ
の概略構成図である。

【図４】図１に示すカラープリンタの定着ニップ部にお
ける中間転写ベルトの温度変化を示したグラフである。

【図５】中間転写ベルト上に形成されたトナー像の記録
紙への転写状態を示す説明図である。

【図６】中間転写ベルト上に形成されたトナー像の記録
紙への転写状態を示す説明図である。

【図７】本発明の他の実施の形態に係るカラープリンタ
の概略構成図である。

【図８】図７に示すカラープリンタに備えられたイオン
フロー記録ヘッドの概略構成図である。

【図９】図７に示すカラープリンタに備えられた現像器
の概略構成図である。

【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）１３トナー担持体１５印刷ヘッド１５ｂリング状電極（制御電極）２１中間転写ベルト（像担持体）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）２６クリーニングローラ（離型剤塗布手段）５０回転現像ユニット（像担持体）５０Ｂ現像器５０Ｃ現像器５０Ｍ現像器５０Ｙ現像器５３現像ローラ（トナー担持体）５５電源部（電圧印加手段）６１中間転写ドラム（像担持体）６２加圧ローラ（加圧手段）６３クリーニングローラ（離型剤塗布手段）６５コイル（加熱手段）７０イオンフロー記録ヘッド（静電潜像形成手
段）ＴトナーＴｉ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）Ｗ現像位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像を担持すると共に、該トナー像の
形成面が周回可能となるように支持された像担持体と、上記像担持体上にトナー像を形成する像形成手段と、上記像担持体上に形成されたトナー像を加熱溶融する加
熱手段と、上記加熱手段によりトナー像が加熱溶融された後、上記
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、上記加熱溶融されたトナー像を転写定着する画像
形成装置において、上記圧接位置が、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、且つ上記像形成手段は、像担持体に対し
て非接触でトナー像を形成することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】トナー像を担持すると共に、該トナー像の
形成面が周回可能となるよう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像を形成する像形成手
段と、上記像担持体上に複数色のトナー像が形成された後、該
トナー像を加熱溶融する加熱手段と、上記加熱手段によりトナー像が加熱溶融された後、上記
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、上記加熱溶融されたトナー像を転写定着する画像
形成装置において、上記圧接位置が、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、且つ上記像形成手段は、像担持体に対し
て非接触でトナー像を形成することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項３】上記像形成手段は、上記像担持体の下方に
配置されていることを特徴とする請求項１または２記載
の画像形成装置。
【請求項４】上記像形成手段は、上記像担持体上に直接
トナー像を形成することを特徴とする請求項１ないし３
の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】上記像形成手段は、トナーを担持するトナー担持体と、上記トナー担持体と上記像担持体との間に配され、トナ
ーの通過部となる複数のゲートを有する制御電極と、上記トナー担持体と上記像担持体との間に所定の電位差
が生じるように電圧を印加すると共に、上記制御電極に
所定の電圧を印加する電圧印加手段と、トナーの上記制御電極のゲートにおける通過量が変化す
るように、上記制御電極に印加する電圧が変化するよう
に上記電圧印加手段を制御する制御手段とを備えている
ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】上記像形成手段は、上記像担持体表面に形成する画像に応じた静電潜像を形
成する静電潜像形成手段と、トナーを担持するトナー担持体と、上記トナー担持体と上記像担持体との間に、該トナー担
持体に担持されたトナーを上記静電潜像の形成された像
担持体表面に飛翔させる電圧を該トナーに印加する電圧
印加手段とを備えていることを特徴とする請求項４記載
の画像形成装置。
【請求項７】上記電圧印加手段により印加される電圧に
よって形成される電界は、交番電界であることを特徴と
する請求項６記載の画像形成装置。