JP3301356B2

JP3301356B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3301356B2
Application number: JP20902397A
Authority: JP
Inventors: 信之加藤; 雅広高松; 浩一郎篠原; 昌彦久保; 一浩岩岡
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-08-04
Filing date: 1997-08-04
Publication date: 2002-07-15
Anticipated expiration: 2017-08-04
Also published as: JPH1152760A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のプ
リンタや複写機などに用いられる画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの発達、ネットワー
クの整備、大容量の記憶媒体の出現などに加えてスキャ
ナやデジタルカメラなどの普及に伴い、写真的な画像デ
ータが広範に取り扱われるようになり、また、これらの
画像データを高画質の画像としてプリントアウトしたい
という要求が高まりつつある。特に、フルカラー画像の
表面に高光沢を与えることにより画像を高画質化したい
という要望が高い。

【０００３】フルカラー画像を得るための画像形成装置
として多くの方式が開発されているが、そのなかでも電
子写真方式の画像形成装置は、感光紙を必要とせず、普
通紙を用いてカラートナー画像を形成することができる
ため利用範囲が広い。また、近年、トナー像に瞬間的な
加熱および加圧を与えて転写と定着を同時に行う同時転
写定着方式が確立されるに伴い画像形成速度の高速化が
図られつつある。

【０００４】しかし、電子写真方式の画像形成装置の場
合、トナー像は一般的な記録媒体である記録用紙の内部
にすべてが浸透するわけではなく、トナー像の大部分は
記録媒体表面上に盛り上がった状態で形成される。従っ
て、中間調領域やハイライト領域では、万線構造やドッ
ト構造が記録媒体上に凹凸状に盛り上がって形成される
ため、入射光の散乱が大きくなり、人物画像のように濃
度階調が比較的大きい画像を形成する場合に、高光沢の
部分と低光沢の部分とが混在した画像となり視覚上違和
感を感じることがある。また、このような凹凸のある画
像は、画像表面での乱反射の影響により色再現性が低下
する結果、鮮鋭性の低い画像となる。

【０００５】このような問題を解決するため、特開昭６
３−９２９６５号公報には、記録媒体として表面に透明
樹脂層を設けた記録用紙を用い、記録用紙上にトナー像
を転写した後、ロール熱定着機によりトナーを記録用紙
表面の透明樹脂層中に埋め込む方法が開示されている。
しかし、この方法では、画像濃度や画像面積率によって
はトナーが透明樹脂層中に十分に埋め込まれない部分が
生じ、画像に色むらや、直径１ｍｍ〜３ｍｍ程度の微小
なグロス（光沢）むらを生じることがある。

【０００６】そこで、このような色むらや微小なグロス
むらの発生を防止するために、記録媒体として、記録媒
体表面にトナーの軟化点とほぼ同等の軟化点、あるいは
トナーの軟化点より低い軟化点を有する熱可塑性の樹脂
層を形成した記録用紙を用いる転写定着方式が考えられ
る。このような記録用紙を用いて同時転写定着を行うこ
とにより、記録媒体表面の熱可塑性の樹脂層とトナーが
同じ温度に加熱された場合でもトナーの樹脂成分が熱可
塑性の樹脂層内への沈み込みが確実なものとなり、色む
らや微小なグロスむらの発生がなく画像光沢が均一で、
色再現性、粒状性に優れた画像を得ることができる。次
に、この方式による転写定着装置について図面を参照し
て説明する。

【０００７】図３は、従来の同時転写定着方式の転写定
着装置の概要図である。図３には、互いに押圧し合うよ
うに対向して配置され、それぞれ矢印Ａ，Ｂ方向に回転
する一対の加熱ロール１０２，１０３と、加熱ロール１
０２，１０３に押圧されて矢印Ｃ方向に移動する中間転
写ベルト１０１とが示されている。中間転写ベルト１０
１の加熱ロール１０３に対向する面には、図示しない１
次転写手段により形成された黒、イエロー、マゼンタ、
シアン色のトナーからなる多重トナー像Ｔが形成されて
おり、中間転写ベルト１０１の移動に伴い矢印Ｃ方向に
搬送される。多重トナー像Ｔが、加熱ロール１０２，１
０３が押圧し合うことにより形成されるニップ部Ｎに到
達するタイミングに合わせて、図示しない記録用紙トレ
イから送紙されてきた記録用紙Ｐがニップ部Ｎに供給さ
れる。ニップ部Ｎでは、中間転写ベルト１０１上の多重
トナー像Ｔが加熱ロール１０２，１０３により加熱され
るとともに加圧されて軟化溶融し、記録用紙Ｐ表面の熱
可塑性の樹脂層内に浸透し、その後固化することにより
転写定着が行われる。記録用紙Ｐに転写定着されたトナ
ー像の表面は中間転写ベルト１０１の表面にならい平滑
化され高光沢となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３に示した
転写定着装置においては、転写定着速度すなわち、中間
転写ベルトの移動速度を上げていくと、トナーおよび熱
可塑性の樹脂層への熱供給が不足するようになり、その
結果、トナー像が熱可塑性の樹脂層内へ十分に沈み込ま
なくなり、記録用紙表面に形成された画像表面の平滑性
が低下し、画像むらや微小なグロスむらが発生しやすく
なる。特に、中間調領域ではトナーを介しての熱可塑性
の樹脂層への熱供給が不十分となるため、その影響が顕
著に現れる。

【０００９】図４は、従来の転写定着方式により記録用
紙上に形成された画像の中間調領域における画像表面凹
凸のプロットである。図４（ａ）は、転写定着速度が３
０ｍｍ／ｓｅｃ程度の低速度である場合の、記録用紙上
に形成された画像の中間調領域における表面凹凸を３次
元形状測定して得られたプロットであり、図４（ｂ）
は、転写定着速度が１６０ｍｍ／ｓｅｃ程度の高速度で
ある場合のプロットである。

【００１０】図４（ｂ）に示すように、転写定着速度が
高速度である場合は熱可塑性の樹脂層内へのトナーの沈
み込みが悪く、表面凹凸が大きくなることがわかる。な
お、この時の各加熱ロール１０２，１０３（図３参照）
の加熱温度は、転写定着速度３０ｍｍ／ｓｅｃの場合に
それぞれ１５５℃、１００℃、転写定着速度１６０ｍｍ
／ｓｅｃの場合にそれぞれ１７５℃、１５５℃というよ
うに転写定着速度が高速度である場合は加熱温度を高く
設定してある。

【００１１】このように、高速度で転写定着する場合
に、加熱ロールの温度を上げてトナーおよび熱可塑性の
樹脂層に多くの熱量を供給するようにしても、加熱ロー
ルにトナー像および熱可塑性の樹脂層が接している時間
が短いため、トナー像および熱可塑性の樹脂層に供給さ
れる熱量の増加は僅かであり、トナーの沈み込み不良の
問題は改善されない。この場合、加熱ロールの設定温度
を高くし過ぎるとトナーが溶融し過ぎてホットオフセッ
トが発生するので、むやみに加熱温度を高くするわけに
はいかない。

【００１２】表１は、従来の転写定着方式における、転
写定着速度および加熱ロール設定温度を変化させた場合
の画質への影響を示す表である。

【００１３】

【表１】

【００１４】画質の評価は、トナー像の沈み込み度合い
およびホットオフセットに対する目視による官能評価結
果により表し、良好なレベルを○印、許容できないレベ
ルを×印として示している。表１に示すように、転写定
着速度が３０ｍｍ／ｓｅｃ程度の低速度である場合は、
トナー像の沈み込み度合いおよびホットオフセットとも
に問題はないが、転写定着速度が９０ｍｍ／ｓｅｃ程度
の中速度となると、加熱ロール設定温度をかなり高目に
しないとトナー像の沈み込み度合いおよびホットオフセ
ットを良好なレベルに保つことができなくなり、さら
に、転写定着速度が１６０ｍｍ／ｓｅｃ程度の高速度と
なると、加熱ロール温度をどのように設定してもトナー
像の沈み込み度合いおよびホットオフセットをともに良
好なレベルとすることはできない。この場合、加熱ロー
ル１０２，１０３の設定温度を１８５℃まで上げるとト
ナー像の沈み込み度合いを満足させることはできるが、
トナーが溶融し過ぎてホットオフセットが発生する。

【００１５】そこで、これらの問題を解決するために、
転写定着前に予めトナー像を加熱しておく方法が考えら
れるが、このようにした場合は、トナーを十分に溶融す
ることはできても、熱可塑性の樹脂層が十分に溶融しな
いため、トナーを熱可塑性の樹脂層内に十分に沈み込ま
せることはできない。これに対して、転写定着前に予め
記録用紙を加熱しておく方法を採用することにより高速
転写定着時のトナー沈み込み不良を改善することが期待
される。記録用紙を予備加熱する方法としては、例え
ば、特開平５−１７３４４８号公報には、フラッシュラ
ンプを用いて記録用紙上のトナー像を溶融し定着させる
電子写真方式のプリンタにおいて、赤外線ランプによる
予備加熱器を用いて定着前の記録用紙を予備加熱する方
法が開示されている。

【００１６】しかし、この方法では、記録用紙を予備加
熱するための熱源が必要であること、記録用紙を予備加
熱するための新たな機構が必要であること、記録用紙を
予備加熱することにより記録用紙がカールする恐れがあ
ることなどの問題がある。一方、高速で転写定着を行っ
た場合にも十分な加熱時間を確保し画質のよいカラー画
像を得る方法として、特開平７−４９６２２号公報に
は、記録用紙を中間転写ドラムとの間に挟持して搬送す
るとともに、中間転写ドラム上のトナー像を記録用紙に
転写するとともに定着する加熱無端ベルトを備えた転写
定着手段による画像形成方法が開示されている。この方
法は、加熱無端ベルトを間に挟んで中間転写ドラムに圧
接する熱ローラを２本配置し、２本の熱ローラにより加
熱された加熱無端ベルトと中間転写ドラムとにより中間
転写ドラム上のトナー像を加熱加圧するものであり、図
３に示した一対の加熱ロール１０２，１０３によるニッ
プ領域よりも長い加熱領域が得られるため、高速でも十
分な転写定着時間を確保することができる。

【００１７】しかし、この方法では、トナー像および熱
可塑性の樹脂層は記録用紙の裏側から加熱されるので、
トナーおよび熱可塑性の樹脂層を溶融させるに十分な熱
量を供給するためには、加熱無端ベルトをかなりの高温
に加熱する必要があり、また、この方法では、熱可塑性
の樹脂層の方がトナーの温度よりも高い温度に加熱され
るため、加熱無端ベルトの加熱温度を高く設定すると熱
可塑性の樹脂層の方が溶融し過ぎてトナーが熱可塑性の
樹脂層内で拡散することにより画像の鮮鋭性が低下した
り、熱可塑性の樹脂層の溶融粘度が低下し過ぎることに
より、中間転写ドラムからのトナー像の剥離が不完全と
なりやすい。また、加熱無端ベルトの加熱温度を低く設
定すると、トナーが十分溶融しなくなり発色性が悪くな
るなどの問題がある。

【００１８】本発明は、上記の事情に鑑み、高速で転写
定着を行っても、画像表面の光沢度が高く、かつ微小な
グロスむらの発生が防止された画像形成装置を提供する
ことを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の画像形成装置は、表面にトナー像が形成され、所
定の方向に循環移動する像担持体ベルトと、像担持体ベ
ルト上に画像情報に基づくトナー像を形成するトナー像
形成手段と、トナー像形成手段によりトナー像が形成さ
れた像担持体ベルト上に、像担持体ベルト上のトナー像
を間に挟むように、表面に熱可塑性の樹脂層を有する記
録媒体を重ね合わせて、これら像担持体ベルトおよび記
録媒体に挟まれたトナー像を加熱するとともに加圧する
加熱加圧手段と、加熱加圧手段により加熱するとともに
加圧されることにより像担持体ベルトに密着した記録媒
体を冷却する冷却手段と、冷却手段により冷却された記
録媒体を像担持体ベルトから剥離する剥離手段とを有
し、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置におい
て、上記加熱加圧手段が、上記像担持体ベルトおよび上
記記録媒体に挟まれたトナー像を加熱するとともに加圧
する少なくとも３本のロールを備え、これらのロールの
うちの少なくとも２本のロールが、上記像担持体ベル
ト、上記トナー像、および上記記録媒体を間に挟んで残
りの他の１本のロールと接する位置に配置されてなるこ
とを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態
の概略構成図である。図１には、本発明の画像形成装置
を電子写真方式のカラープリンタに適用した場合の実施
形態が示されている。

【００２１】図１に示すように、このカラープリンタ１
には、画像信号処理部２、スクリーンジェネレータ３、
レーザ光走査部４、感光体５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、一
次帯電器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、ブラック現像器７
ａ、イエロー現像器７ｂ、マゼンタ現像器７ｃ、シアン
現像器７ｄ、中間転写ベルト８、一次転写器９ａ，９
ｂ，９ｃ，９ｄ、ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０
ｄ、給紙装置１１、加熱ロール１２ａ，１２ｂ，１３、
冷却装置１４、用紙トレイ１５が備えられている。

【００２２】このカラー画像形成装置１における中間転
写ベルト８は本発明にいう像担持体ベルトに相当するも
のである。また、画像信号処理部２、スクリーンジェネ
レータ３、レーザ光走査部４、感光体５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄ、一次帯電器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、ブラッ
ク現像器７ａ、イエロー現像器７ｂ、マゼンタ現像器７
ｃ、シアン現像器７ｄなどの各部を総合したものが本発
明にいうトナー像形成手段に相当する。また、加熱ロー
ル１２ａ，１２ｂ，１３は本発明にいう加熱加圧手段に
相当するものである。

【００２３】次に、このカラープリンタ１の動作につい
て説明する。画像信号処理部２は、外部から入力された
画像情報に所定の画像信号処理を施した後、ブラック
（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）の４色の画像信号をスクリーンジェネレータ３に
送出する。スクリーンジェネレータ３は画像信号処理部
２から受け取った画像信号をパルス幅変調しその変調信
号をレーザ光走査部４に送出する。レーザ光走査部４は
Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの４色のレーザ光を感光体５ａ，５ｂ，
５ｃ，５ｄに照射する。感光体５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ
はそれぞれ矢印Ａ方向に回転しており、それぞれ一次帯
電器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄにより表面が一様に帯電さ
れた後、レーザ光走査部４からのレーザ光の照射を受け
て表面にそれぞれの色に対応する静電潜像が形成され
る。感光体５ａ表面に形成されたＫの静電潜像はブラッ
ク現像器７ａによりＫトナーで現像されて感光体５ａ上
にＫトナー像が形成される。感光体５ａ上のＫトナー像
は、一次転写器９ａの転写位置Ｔ１ａにおいて一次転写
器９ａにより中間転写ベルト８上に転写される。

【００２４】中間転写ベルト８は矢印Ｂ方向に循環移動
しており、中間転写ベルト８上に転写されたＫトナー像
が一次転写器９ｂの転写位置Ｔ１ｂに搬送されてくるタ
イミングに合わせて、感光体５ｂ表面に形成されたＹの
静電潜像がイエロー現像器７ｂによりＹトナーで現像さ
れて感光体５ｂ上に形成されたＹトナー像が一次転写器
９ｂの転写位置Ｔ１ｂに搬送され、一次転写器９ｂによ
り中間転写ベルト８上のＫトナー像に重ね合わされるよ
うに転写される。同様に、中間転写ベルト８上に転写さ
れたＫ，Ｙトナー像が一次転写器９ｃの転写位置Ｔ１ｃ
に搬送されてくるタイミングに合わせて、感光体５ｃ上
に形成されたＭトナー像が一次転写器９ｃの転写位置Ｔ
１ｃに搬送され、一次転写器９ｃにより中間転写ベルト
８上のＫ，Ｙトナー像に重ね合わされるように転写され
る。同様に、感光体５ｄ上に形成されたＣトナー像が一
次転写器９ｄの転写位置Ｔ１ｄにおいて一次転写器９ｄ
により中間転写ベルト８上のＫ，Ｙ，Ｍトナー像に重ね
合わされるように転写され、中間転写ベルト８上にＫ，
Ｙ，Ｍ，Ｃの多重トナー像が形成される。

【００２５】用紙トレイ１５には、表面に熱可塑性の樹
脂層を有する記録用紙Ｐが収納されている。中間転写ベ
ルト８上に形成された多重トナー像が、加熱ロール１２
ａ，１２ｂ，１３により形成される転写定着領域Ｔ２に
到達するタイミングに合わせて、用紙トレイ１５内の記
録用紙Ｐが給紙装置１１により転写定着領域Ｔ２まで搬
送されてくる。転写定着領域Ｔ２では、中間転写ベルト
８上に、中間転写ベルト８上の多重トナー像を間に挟む
ように記録用紙Ｐが重ね合わされて加熱ロール１２ａ，
１３のニップ部Ｎ１に挿入され、転写定着領域Ｔ２にお
いて加熱されるととも加圧される。

【００２６】こうして、多重トナー像および記録用紙表
面の熱可塑性の樹脂層が軟化溶融し、トナーは熱可塑性
の樹脂層内に浸透する。中間転写ベルト８および記録用
紙Ｐは密着したまま移動し冷却装置１４により冷却され
る。冷却により熱可塑性の樹脂層内に浸透したトナーは
凝集固化して記録用紙Ｐとの間に強い接着力が生じる。
その後、曲率の小さいローラ１０ｂにおいて、記録用紙
Ｐは記録用紙Ｐ自体の腰の強さにより中間転写ベルト８
から分離され、カラー画像が完成する。記録用紙Ｐに転
写定着されたトナー像は記録用紙表面の熱可塑性の樹脂
層と一体化されておりその表面は平滑化されて高い光沢
度を有している。

【００２７】感光体５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄとしては、
Ｓｅ、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ＣｄＳなどの各種の無機
感光体のほか、各種の有機感光体を用いることもでき
る。トナーはイエロー、マゼンタ、シアンなどの色素を
含有した熱可塑性のバインダで構成された公知の材料を
用いることができる。本実施形態では、重量平均分子量
（Ｍｗ）５４０００、軟化点（Ｔｍｔ）１１３°Ｃ、平
均粒径７μｍのポリエステルトナーを用いている。記録
用紙上の各色のトナー量は、本実施形態では、各色とも
０．６５ｍｇ／ｃｍ² に設定しているが、各色のトナー
の色素含有量により記録用紙上のトナー量がおよそ０．
４ｍｇ／ｃｍ² 〜０．７ｍｇ／ｃｍ²となるように露光
条件および現像条件を設定することが望ましい。

【００２８】記録用紙Ｐとしては、市販のキャストコー
ト紙で坪量１２７．９ｇ／ｍ² のエナメルコート紙（米
子加工紙株式会社製）の表面に、ＢＰＡ−ＥＯ（ポリオ
キシエチレン（２，２）−２．２−ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）プロパン）、ＢＰＡ−ＰＯ（ポリオキシプ
ロピレン（２，２）−２．２−ビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）プロパン）、ＴＰＡ（テレフタル酸）、および
グリセリンから成る熱可塑性ポリエステルを被覆するこ
とにより７μｍ厚のポリエステル層を形成したものを用
いている。この熱可塑性ポリエステルの重量平均分子量
（Ｍｗ）は１２３００、軟化点（Ｔｍｔ）は１００°Ｃ
である。

【００２９】中間転写ベルト８としては、ベース層と表
面層とからなる２層構造のものを用いている。ベース層
としては、カーボンブラックを分散させることにより体
積抵抗率を１０¹⁰Ω・ｃｍに調整した厚さ７０μｍのポ
リイミドフィルムを用いているが、このほかに、ベース
層として、厚さ１０μｍ〜３００μｍの耐熱性の高いシ
ート、例えば、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、
ポリサルフォン、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリ
アミドなどのポリマーシートなどを用いることができ
る。また、表面層としては、トナー像を各感光体から中
間転写ベルト８に静電的に画像乱れなく転写するために
その体積抵抗率を１０¹⁴Ω・ｃｍに調整し、また、中間
転写ベルト８から記録用紙Ｐへの転写時における、トナ
ー像を挟んだ状態での中間転写ベルト８と記録用紙Ｐと
の密着性を高めるために、ゴム硬度４０度、厚さ５０μ
ｍのシリコン共重合体を用いている。シリコン共重合体
は、常温においてその表面がトナーに対して粘着性を示
し、さらに、シリコン共重合体の表面は、溶融し流動化
したトナーを離しやすい特性を有しているのでトナーを
記録用紙に効率的に移行させるのに最適である。なお、
表面層には、厚さ１μｍ〜１００μｍの、離型性の高い
樹脂、例えば、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、ポリテトラフルオロ
エチレンなどを用いることができる。

【００３０】また、本実施形態では、冷却装置１４の風
量を調節することにより、記録用紙Ｐがローラ１０ｂに
おいて中間転写ベルト８から剥離される際の、中間転写
ベルト８と接する記録用紙Ｐ表面の温度が７０℃となる
ように調整している。次に、本発明の画像形成装置の加
熱加圧手段について図面を参照しながら詳細に説明す
る。

【００３１】図２は、本発明の画像形成装置の加熱加圧
手段の一実施形態の概略構成図である。図２には、加熱
ロール１２ａ，１２ｂ，１３よりなる加熱加圧手段の実
施形態が示されている。図２は、図１の画像記録装置の
加熱加圧手段の拡大図である。本実施形態では、加熱加
圧手段を構成する３本の加熱ロール１２ａ，１２ｂ，１
３のうちの２本の加熱ロール１２ａ，１２ｂが、中間転
写ベルト８のトナー像Ｔが形成される表面８ａに対する
裏面８ｂに接するように配置されている。加熱ロール１
２ａ，１２ｂは、転写定着時に、図示されない移動機構
により加熱ロール１２ａ，１２ｂが加熱ロール１３と一
定の圧力で接しながら矢印Ｃ方向に回転するように構成
されている。

【００３２】中間転写ベルト８は、矢印Ａ方向に回転す
る加熱ロール３とローラ１０ｅ、および図示しないロー
ラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ（図１参照）に巻き
掛けられて矢印Ｂ方向に循環移動する。加熱ロール１２
ａ，１２ｂ，１３としては、金属ロール、または、金属
ロールにシリコンゴムなどの耐熱弾性層を被覆したもの
を用いることができる。加熱ロール１２ａ，１２ｂ，１
３の内部には熱源が配置されている。加熱ロール１２
ａ，１２ｂ，１３の設定温度は、トナーおよび記録用紙
表面の熱可塑性の樹脂層の熱溶融特性に応じて定められ
るが、本実施形態では、トナーの軟化点を熱可塑性の樹
脂層の軟化点より高くしてあるので、加熱ロール１２
ａ，１２ｂの設定温度は加熱ロール１３の設定温度より
高い温度に設定される。また、加熱ロール１２ａは、中
間転写ベルト８が加熱ロール１２ａで加熱されてから加
熱ロール１２ｂに到達するまでの間に中間転写ベルト８
の温度を十分維持できるように、加熱ロール１２ｂに比
べて高めの温度に設定される。本実施形態では、加熱ロ
ール１２ａの設定温度は１７０℃、加熱ロール１２ｂの
設定温度は１５０℃、加熱ロール３の設定温度は１２０
℃にそれぞれ設定されている。このように、下流側に配
置された加熱ロール１２ｂの設定温度を上流側に配置さ
れた加熱ロール１２ａの設定温度より低い加熱温度に設
定しているのは、加熱ロール１２ａと加熱ロール１３と
のニップ部Ｎ１には冷たい記録用紙が挿入されるため加
熱ロール１２ａをより高温に加熱しておく方が好まし
く、これに対して、加熱ロール１２ｂと加熱ロール１３
とのニップ部Ｎ２には温められた記録用紙が挿入される
ため加熱ロール１２ｂをそれほど高温に加熱する必要が
ないからである。従って、本発明の画像形成装置におけ
る、加熱加圧手段を構成する少なくとも３本のロールの
うちの像担持体ベルトの裏面に接する少なくとも２本の
ロールのうち、像担持体ベルトの移動方向下流側に配置
されたロールは、上流側に配置されたロールの加熱温度
よりも低い加熱温度に加熱されたものであることが好ま
しい。

【００３３】転写定着時の加熱ロール１２ｂと加熱ロー
ル１３の間の圧力は、本実施形態では５ｋｇｆ／ｃｍ²
に設定されているが、この値に限定されるものではなく
１ｋｇｆ／ｃｍ² 〜１０ｋｇｆ／ｃｍ² の範囲内であれ
ばよい。また、転写定着時の加熱ロール１２ａと加熱ロ
ール３の間の圧力は１ｋｇｆ／ｃｍ² に設定されている
が、この値に限定されるものではなく中間転写ベルト８
と記録用紙Ｐが十分に密着する圧力であればよい。

【００３４】加熱ロール１２ａ，１２ｂの外径はともに
５０ｍｍとし、加熱ロール１３の外径は１２８ｍｍとし
ている。このように、３本の加熱ロールのうちの中間転
写ベルト８の表面８ａ側に配置された加熱ロール１３
を、像担持体ベルト８の裏面８ｂに接する加熱ロール１
２ａ，１２ｂの径よりも大きい径を有するものとして構
成しているのは、加熱ロール１３の外径が小さ過ぎると
中間転写ベルト８と記録用紙Ｐが密着した状態で搬送さ
れる転写定着領域Ｔ２においてトナー像にずれが発生す
ることがあるからである。従って、本発明の画像形成装
置における、加熱加圧手段を構成する少なくとも３本の
ロールのうちの像担持体ベルトの表面側に配置されたロ
ールは、像担持体ベルトの裏面に接するロールの径より
も大きい径を有するものであることが好ましい。

【００３５】このように構成した加熱加圧手段による転
写定着のプロセスについて次に説明する。中間転写ベル
ト８の表面８ａ上には、図示しない一次転写器９ａ，９
ｂ，９ｃ，９ｄ（図１参照）によりトナー像Ｔが形成さ
れており、中間転写ベルト８の移動に伴われて２４０ｍ
ｍ／ｓｅｃの速度で矢印Ｂ方向に搬送される。トナー像
Ｔの先端がローラ１０ｅの部位を通過した後、加熱ロー
ル１２ａと加熱ロール１３とのニップ部Ｎ１に到達する
タイミングに合わせて、図示しない用紙トレイ１５（図
１参照）から送紙されてきた記録用紙Ｐもニップ部Ｎ１
に到達し、記録用紙Ｐは加熱ロール１３と中間転写ベル
ト８との間に挟持されて矢印Ｂ方向に搬送される。

【００３６】中間転写ベルト８と記録用紙Ｐに挟まれた
トナー像Ｔは、先ず、加熱ロール１２ａ，１３により加
熱加圧され、次いで、加熱ロール１２ａ，１２ｂ，１３
により形成された転写定着領域Ｔ２の区間内で、中間転
写ベルト８と記録用紙Ｐがトナー像Ｔを間に挟んで密着
した状態のまま加熱ロール１３の外周を巻回しながら加
熱加圧されて加熱ロール１２ｂと加熱ロール１３とのニ
ップ部Ｎ２へ向かう。

【００３７】この転写定着領域Ｔ２の区間内において、
中間転写ベルト８上のトナー像Ｔおよび記録用紙Ｐ表面
の熱可塑性の樹脂層はそれぞれの軟化点以上の温度で十
分な時間加熱された後、ニップ部Ｎ２に到達する。加熱
ロール１２ｂの温度は１５０℃に設定されており、か
つ、加熱ロール１２ｂ，１３は５ｋｇｆ／ｃｍ² の圧力
で中間転写ベルト８、トナー像Ｔおよび記録用紙Ｐを押
圧しているので、中間転写ベルト８上のトナー像Ｔおよ
び記録用紙Ｐ表面の熱可塑性の樹脂層は完全に溶融した
状態で加圧され、溶融したトナーは記録用紙Ｐ表面の熱
可塑性の樹脂層内に沈み込む。このとき、トナー像Ｔの
温度は記録用紙Ｐ表面の熱可塑性の樹脂層の温度より高
くなっているが、トナーの熱溶融特性と記録用紙Ｐ表面
の熱可塑性の樹脂層の軟化点が異なっているため、両者
はほぼ同様の溶融状態となっている。

【００３８】記録用紙Ｐは、転写定着領域Ｔ２を通過し
た後、図示しない冷却装置１４（図１参照）により冷却
され、その冷却過程で記録用紙Ｐ表面の熱可塑性の樹脂
層に浸透したトナーは凝集固化し記録用紙Ｐとの間に強
い接着力を生じる。その後、図示しない曲率の小さいロ
ーラ１０ｂの部位にいたり、記録用紙Ｐは記録用紙Ｐ自
体の腰の強さにより中間転写ベルト８から分離され、カ
ラー画像の形成が完了する。

【００３９】記録用紙Ｐに転写定着されたトナー像は記
録用紙Ｐ表面の熱可塑性の樹脂層と一体化されており、
その表面は平滑化され高光沢となっており、また、微小
なグロスむらなども発生していない。また、トナーは溶
融し過ぎてはいないため熱可塑性の樹脂層内での拡散が
少なく粒状性も優れている。なお、図２に示したように
本実施形態では、加熱加圧手段を構成する３本の加熱ロ
ール１２ａ，１２ｂ，１３のうちの２本の加熱ロール１
２ａ，１２ｂが、中間転写ベルト８のトナー像Ｔが形成
される表面８ａに対する裏面８ｂに接するように配置さ
れているが、このように構成する代わりに、２本の加熱
ロールを中間転写ベルトのトナー像が形成される表面８
ａに接するように配置しても差し支えはない。しかし、
そのように構成した場合は２本の加熱ロールにより形成
される転写定着領域Ｔ２の区間内において記録用紙Ｐを
中間転写ベルト８に押し付けておくための部材が必要と
なるので、図２に示したように、加熱加圧手段を構成す
る３本の加熱ロールのうちの２本の加熱ロールが中間転
写ベルト８の裏面８ｂに接するように配置することが好
ましい。

【００４０】以上説明した実施形態は、本発明の画像形
成装置を複数の画像形成エンジンをタンデムに配列した
画像形成装置に適用した例を示しているが、本発明は上
記の実施形態に限定されるものではなく、シングルの画
像形成エンジンを備えた画像形成装置に適用することも
可能であり、また、中間転写ベルトを用いずに耐熱性を
有するベルト状の感光体を用い、感光体上に形成された
トナー像を記録用紙に直接転写定着する方式の画像形成
装置に適用してもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、表面に熱可塑性の樹脂層を有する記録媒
体を用いて、転写定着同時方式により画像形成を行う画
像形成装置において、像担持体ベルトおよび記録媒体に
挟まれたトナー像を加熱するとともに加圧する少なくと
も３本のロールを備え、これらのロールのうちの少なく
とも２本のロールが、像担持体ベルト、トナー像、およ
び記録媒体を間に挟んで残りの他の１本のロールと接す
る位置に配置されてなる加熱加圧手段を備えたことによ
り、高速で転写定着を行ってもトナー像が熱可塑性の樹
脂層内に十分沈み込むので、画像表面の光沢度が高く、
かつ微小なグロスむらの発生が防止された画像形成装置
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態の概略構成
図である。

【図２】本発明の画像形成装置の加熱加圧手段の一実施
形態の概略構成図である。

【図３】従来の同時転写定着方式の転写定着装置の概要
図である。

【図４】従来の転写定着方式による記録用紙上に形成さ
れた画像の中間調領域における画像表面凹凸のプロット
である。

【符号の説明】

１カラープリンタ２画像信号処理部３スクリーンジェネレータ４レーザ光走査部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ感光体６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ一次帯電器７ａブラック現像器７ｂイエロー現像器７ｃマゼンタ現像器７ｄシアン現像器８中間転写ベルト９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ一次転写器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅローラ１１給紙装置１２ａ，１２ｂ，１３加熱ロール１４冷却装置１５用紙トレイ１０１中間転写ベルト１０２，１０３加熱ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者篠原浩一郎神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者久保昌彦神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者岩岡一浩神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (56)参考文献特開昭56−167165（ＪＰ，Ａ) 特開平５−19642（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/16 101 G03G 15/20 102

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にトナー像が形成され、所定の方向
に循環移動する像担持体ベルトと、該像担持体ベルト上
に画像情報に基づくトナー像を形成するトナー像形成手
段と、該トナー像形成手段によりトナー像が形成された
像担持体ベルト上に、該像担持体ベルト上のトナー像を
間に挟むように、表面に熱可塑性の樹脂層を有する記録
媒体を重ね合わせて、これら像担持体ベルトおよび記録
媒体に挟まれたトナー像を加熱するとともに加圧する加
熱加圧手段と、前記加熱加圧手段により加熱するととも
に加圧されることにより前記像担持体ベルトに密着した
記録媒体を冷却する冷却手段と、前記冷却手段により冷
却された記録媒体を前記像担持体ベルトから剥離する剥
離手段とを有し、該記録媒体上に画像を形成する画像形
成装置において、前記加熱加圧手段が、前記像担持体ベルトおよび前記記
録媒体に挟まれたトナー像を、該像担持体ベルト側およ
び該記録媒体側の両側から加熱するとともに加圧する少
なくとも３本の、内部に熱源を有する加熱ロールを備
え、これらの加熱ロールのうちの少なくとも２本の加熱
ロールが、前記像担持体ベルト、前記トナー像、および
前記記録媒体を間に挟んで残りの他の１本の加熱ロール
と接する位置に配置されてなることを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】前記加熱加圧手段が、該加熱加圧手段を
構成する少なくとも３本のロールのうちの少なくとも２
本のロールが、前記像担持体ベルトのトナー像が形成さ
れる表面に対する裏面に接するように配置されてなるも
のであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。
【請求項３】前記加熱加圧手段を構成する少なくとも
３本のロールのうちの前記像担持体ベルトの表面側に配
置されたロールが、前記像担持体ベルトの裏面に接する
ロールの径よりも大きい径を有するものであることを特
徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記加熱加圧手段を構成する少なくとも
３本のロールのうちの前記像担持体ベルトの裏面に接す
る少なくとも２本のロールのうち、前記像担持体ベルト
の移動方向下流側に配置されたロールが、上流側に配置
されたロールの加熱温度よりも低い加熱温度に加熱され
たものであることを特徴とする請求項２又は３記載の画
像形成装置。