JP5009730B2 - 転写定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、記録媒体上にトナー像を転写するとともに定着する転写定着装置と、それを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置では、転写工程と定着工程とを同時におこなう転写定着装置を用いる技術が知られている（例えば、特許文献１等参照。）。
このような転写定着装置を備えた画像形成装置は、転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置に比べて、表面性の粗い記録媒体を使用しても画像品質の低下が起こり難いという利点がある。

詳しくは、転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置では、表面性の粗い記録媒体を使用すると、中間転写ベルト等の中間転写体が記録媒体の表面性に追従できずに中間転写体と記録媒体との間に微小ギャップが形成されてしまう。そのため、その微小ギャップが形成された部分で異常放電が発生して、中間転写体上に担持された画像が記録媒体上に正常に転写されずに、画像が全体としてボソボソになってしまう。
これに対して、転写定着装置を備えた画像形成装置では、トナー像に対して転写と同時に熱を加えるため、トナーが軟化・溶融して粘弾性を帯びたブロック状の塊になる。そのため、表面性の粗い記録媒体を使用して定着部材と記録媒体との間に微小ギャップが形成されても、その部分に画像が塊として転写されてしまう。したがって、画像は、ボソボソにならずに、良好で高画質なものになる。

また、転写定着装置を備えた画像形成装置は、転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置に比べて、トナー像を加熱する時間を長くとれるために定着部材の設定温度を比較的低く設定できる。したがって、熱エネルギーの消費を低減することができる。
さらに、転写定着装置を備えた画像形成装置は、転写工程と定着工程とを同時におこなう構成であるために、装置が小型化されるとともに記録媒体の搬送に対する信頼性も向上する。

また、特許文献１等には、転写定着部材として転写定着ベルトを用いた転写定着装置が開示されている。詳しくは、中間転写ベルト（像担持体）上に担持されたトナー像は、転写定着ベルトに転写された後に、転写定着ベルト上で加熱・溶融される。その後、転写定着ベルト上に担持されたトナー像は、転写定着ベルトと加圧部材とのニップ部に搬送された記録媒体上に転写・定着される。
このように転写定着部材として転写定着ベルトを用いることにより、中間転写ベルトが直接的に加熱される不具合を抑止することができる。

特開２００７−６５４１５号公報

上述した従来の転写定着装置は、記録媒体の先端がニップ部に送入された瞬間（又は、記録媒体の後端がニップ部から送出された瞬間）に、転写定着ベルトを介して加圧部材に当接する駆動ローラ（定着ローラ）に回転速度変動が生じてしまい、それにともない転写定着ベルトの走行速度が変動して、転写ニップ（中間転写ベルトと転写定着ベルトとの当接部である。）でおこなわれる転写工程にてショックジター（画像ひずみ）が生じてしまう場合があった。このような問題は、厚さが大きな記録媒体（厚紙）を用いた場合に、特に顕著になっていた。

このような問題を解決するために、転写定着ベルトを駆動する駆動源の出力を大きくしたり、駆動源の駆動力を伝達する減速機の駆動伝達剛性を高めたりする方策が考えられる。しかし、その場合、装置が高コスト化することになる。
また、バネ等で付勢されたテンションローラに転写定着ベルトを掛け回して、そのテンションローラの位置を移動することによりトルク変動を吸収してショックを和らげる方策も考えられる。しかし、その場合、テンションローラはある程度の質量があるために、急激な変動に対して充分な応答性を確保できない。
また、いずれの方策をおこなうにしても、良好な転写・定着工程をおこなうために、転写定着ベルトの走行を安定的におこなう必要がある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、装置が高コスト化することなく、転写定着ベルトの走行が不安定化することなく、記録媒体のニップ部への送出入によるショックジターが応答性よく効率的に抑止される、転写定着装置及び画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる転写定着装置は、記録媒体上にトナー像を転写するとともに定着する転写定着装置であって、像担持体に担持されたトナー像が転写されるとともに、当該トナー像を加熱・溶融する転写定着ベルトと、所定方向に回転するとともに、前記転写定着ベルトを介して前記像担持体に当接する転写ローラと、所定方向に回転速度を可変して回転するとともに、前記転写定着ベルトに内接して当該転写定着ベルトを所定方向に走行させる駆動ローラと、所定方向に回転するとともに、前記転写定着ベルトの走行方向に対して前記転写ローラの下流側であって前記駆動ローラの上流側で当該転写定着ベルトに内接して当該転写定着ベルトを加熱する加熱ローラと、前記転写定着ベルトを介して前記駆動ローラに圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、前記転写定着ベルトの弛緩量を検知する検知手段と、を備え、前記駆動ローラは、前記加熱ローラと当該駆動ローラとの間を除いた範囲で前記転写定着ベルトが弛緩するように前記検知手段の検知結果に基いて回転制御されるものである。

また、請求項２記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記駆動ローラは、前記検知手段によって検知された弛緩量が目標値よりも小さい場合には回転速度が遅くなるように回転制御され、前記検知手段によって検知された弛緩量が前記目標値よりも大きい場合には回転速度が速くなるように回転制御されるものである。

また、請求項３記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記加熱ローラは、ヒータを内設したものである。

また、請求項４記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項３に記載の発明において、前記加熱ローラは、透光性材料からなる円筒体であって、前記加熱ローラが前記転写定着ベルトに当接する側の反対側にて当該加熱ローラに対向する反射板を備えたものである。

また、請求項５記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記加熱ローラは、電磁誘導によって加熱されるものである。

また、請求項６記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記加熱ローラは、回転軸方向中央部が回転軸方向両端部よりも高温になるように加熱されるものである。

また、請求項７記載の発明にかかる転写定着装置は、前記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記像担持体を、複数のトナー像が重ねて担持される中間転写体としたものである。

また、この発明の請求項８記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の転写定着装置を備えたものである。

本発明は、転写定着ベルトに転写ローラ、加熱ローラ、駆動ローラを内接させるとともに、加熱ローラと駆動ローラとの間を除いた範囲で転写定着ベルトが弛緩するように駆動ローラを回転制御している。これにより、装置が高コスト化することなく、転写定着ベルトの走行が不安定化することなく、記録媒体のニップ部への送出入によるショックジターが応答性よく効率的に抑止される、転写定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１及び図２にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部（露光部）、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ、２１は各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにそれぞれ収容された感光体ドラム、２２は感光体ドラム２１上を帯電する帯電部、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫは感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を現像する現像装置、２４は感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２７に転写する転写バイアスローラ、２５は感光体ドラム２１上の未転写トナーを回収するクリーニング装置、を示す。

また、２７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写体としての中間転写ベルト（像担持体）、２８は転写定着ベルト６７に中間転写ベルト２７を介して当接する２次転写対向ローラ、２９は中間転写ベルト２７上の未転写トナーを回収するクリーニング装置（中間転写ベルトクリーニング装置）、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２ＢＫは各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫに各色のトナーを補給するトナー補給部、５１は原稿Ｄを原稿読込部５５に搬送する原稿搬送部、５５は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、６１は転写紙等の記録媒体Ｐが収納される給紙部、６６は記録媒体Ｐ上にトナー像を転写・定着する転写定着装置、８５は中間転写ベルト２７を冷却する冷却ローラ、８６は転写定着ベルト６７の輻射熱による中間転写ベルト２７の加熱を軽減する断熱プレート、を示す。

ここで、転写定着装置６６は、転写定着ベルト６７、加圧部材としての加圧ローラ６８、等で構成される。
また、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電部２２、クリーニング装置２５が、一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにおける感光体ドラム２１上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成がおこなわれる。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部５１の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部５５のコンタクトガラス５３上に載置される。そして、原稿読込部５５で、コンタクトガラス５３上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部５５は、コンタクトガラス５３上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部（不図示である。）で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの感光体ドラム２１上に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム２１は、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１の表面は、帯電部２２との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム２１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム２１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過する。レンズ４、５を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、ミラー６〜８で反射された後に、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ２０Ｙの感光体ドラム２１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム２１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部２２にて帯電された後の感光体ドラム２１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、ミラー９〜１１で反射された後に、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ２０Ｍの感光体ドラム２１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー１２〜１４で反射された後に、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ２０Ｃの感光体ドラム２１２表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー１５で反射された後に、紙面左から４番目のプロセスカートリッジ２０ＢＫの感光体ドラム２１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム２１表面は、それぞれ、現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫとの対向位置に達する。そして、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫから感光体ドラム２１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、複数のローラ部材に張架・支持された中間転写ベルト２７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト２７の内周面に当接するように転写バイアスローラ２４（１次転写ローラ）が設置されている。そして、転写バイアスローラ２４の位置で、中間転写ベルト２７上に、感光体ドラム２１上に形成された各色の画像（トナー像）が、順次重ねて転写される（第１転写工程である。）。

そして、第１転写工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、クリーニング装置２５との対向位置に達する。そして、クリーニング装置２５で、感光体ドラム２１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム２１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム２１上の各色のトナー像が重ねて転写された像担持体としての中間転写ベルト２７の表面は、図中の矢印方向に走行して、転写定着ベルト６７の位置（転写ニップ）に達する。そして、転写定着ベルト６７の位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト２７上のフルカラーの画像が２次転写される（第２転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト２７表面は、中間転写ベルトクリーニング部２９の位置に達する。そして、中間転写ベルト２７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング装置２９に回収されて、中間転写ベルト２７上の一連の転写プロセスが完了する。

他方、中間転写ベルト２７から転写されたトナー像を担持した転写定着ベルト６７表面は、図１の時計方向に走行して、加圧ローラ６８との当接位置（ニップ部である。）に達する。ここで、転写定着ベルト６７はヒータ７０によって間接的に加熱されていて、転写定着ベルト６７に担持されたトナー像が加熱・溶融される。そして、転写定着ベルト６７と加圧ローラ６８とのニップ部にて、転写定着ベルト６７に担持されたトナー像（フルカラー画像）が記録媒体Ｐに転写される（第３転写工程である。）とともに定着される。

ここで、転写定着装置６６の位置の記録媒体Ｐは、給紙部６１から搬送ガイド６３、レジストローラ６４等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部６１から、給紙ローラ６２により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイド６３を通過した後に、レジストローラ６４に導かれる。レジストローラ６４に達した記録媒体Ｐは、転写定着ベルト６７上のトナー像とタイミングを合わせて、転写定着ベルト６７と加圧ローラ６８とのニップ部に向けて搬送される。
その後、フルカラー画像が転写・定着された記録媒体Ｐは、排紙ローラ８０によって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

なお、本実施の形態１において用いられるトナーは、低温定着に適したものであって、軟化点（１／２流出温度）が９０〜１１５℃に設定されている。転写定着装置６６においてクリーニングローラ７５によって除去されるトナーは、完全な溶融状態のものではなくて、半固化した状態のものであるために、その温度が溶融開始温度から１／２流出温度までの範囲となる。ここで、トナーの軟化点は、高架式フローテスター「ＣＦＴ５００Ｄ型」（島津製作所社製）を用いて測定されるトナーの溶融特性（フローカーブ）から１／２法にて求めたものである。その際、測定条件は、荷重を５ｋｇ／ｃｍ²、昇温速度を３．０℃／分、ダイ口径を１．００ｍｍ、ダイ長さを１０．０ｍｍに設定した。

次に、図２にて、本実施の形態１において特徴的な転写定着装置６６について詳述する。
図２に示すように、転写定着装置６６は、転写定着ベルト６７、加熱ローラ７１、駆動ローラ７２、転写ローラ７３、加圧部材としての加圧ローラ６８、クリーニングローラ７５、検知手段としての変位センサ９０、等で構成される。

ここで、転写定着ベルト６７は、３つのローラ部材（加熱ローラ７１、駆動ローラ７２、転写ローラ７３である。）が内接する無端状ベルト部材である。転写定着ベルト６７は、ポリイミド等からなるベース層上に、弾性層、離型層が順次積層された積層構造体であって、加圧部材としての加圧ローラ６８に当接してニップ部を形成する。

転写定着ベルト６７の弾性層としては、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。転写定着ベルト６７に弾性層を設けることにより、所望のニップ幅のニップ部を形成することができる。
転写定着ベルト６７の離型層としては、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、等を用いることができる。転写定着ベルト６７の表層に離型層を設けることにより、トナー（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。

駆動ローラ７２は、回転速度可変の駆動モータ９３（パルスモータ）に連結されていて、図２の時計方向に回転して転写定着ベルト７２を矢印方向に走行させる。また、駆動ローラ７２は、中間転写ベルト６７を介して加圧ローラ６８に圧接してニップ部を形成している。
転写ローラ７３（２次転写ローラ）は、転写定着ベルト６７を介して中間転写ベルト６７（像担持体）に当接して転写ニップを形成している。転写ローラ７３は、回転速度が固定された駆動モータ（不図示である。）に連結されていて、図２の時計方向に回転して駆動ローラ７２とともに転写定着ベルト７２を矢印方向に走行させる。なお、転写ローラ７３の転写ニップにおける線速度は、中間転写ベルト２７の転写ニップにおける線速度と同等である。

加熱ローラ７１は、転写定着ベルト６７の走行方向に対して転写ローラ７３の下流側であって駆動ローラ７２の上流側で転写定着ベルト６７に内接するように配設されている。加熱ローラ７１は、アルミニウム、アルミニウム合金等の高熱伝導率の金属材料からなる円筒体であって、その内部にはヒータ７０（熱源）が固設されている。そして、転写定着ベルト６７の走行に従動して図２の時計方向に回転しながら、転写定着ベルト６７を加熱する。

加熱ローラ７１に内設されたヒータ７０は、ハロゲンヒータであって、その両端部が転写定着装置の側板に固定されている。そして、装置本体の電源部（交流電源）により出力制御されたヒータ７０の輻射熱によって加熱ローラ７１が加熱されて、加熱ローラ７１から伝導される伝導熱により転写定着ベルト６７が加熱されて、ベルト表面から転写定着ベルト６７上のトナー像に熱が加えられる。ヒータ７０の出力制御は、転写定着ベルト６７表面に対向する温度センサ（不図示である。）によるローラ表面温度の検知結果に基いておこなわれる。このようなヒータ７０の出力制御によって、転写定着ベルト６７の温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。
なお、本実施の形態１では、転写定着ベルト６７の温度を１１０〜１２０℃程度に調整制御している。これは、従来の定着装置（転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置に設置されるものである。）における定着部材の温度に比べて、かなり低い温度となっている。

また、加圧部材としての加圧ローラ６８は、鉄、ステンレス等からなる芯金上に表面層が形成されたものであって、図２中の矢印方向に回転する。加圧ローラ６８は、不図示の加圧機構によって、転写定着ベルト６７を介して駆動ローラ７２に圧接する。こうして、加圧ローラ６８と転写定着ベルト６７との間に、所望のニップ部が形成される。
なお、加圧ローラ６８は、芯金と離型層との間に、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等からなる弾性層を設けてもよい。これにより、ニップ部において充分なニップ幅を確保することができる。

図２を参照して、転写定着装置６６におけるニップ部の出口側（転写定着ベルト６７の走行方向下流側である。）の近傍には、転写定着ベルト６７に当接するクリーニングローラ７５が設置されている。クリーニングローラ７５は、転写定着ベルト６７に当接して転写定着ベルト６７の表面に付着したトナーを直接的に除去するものである。

このように構成された転写定着装置６６は、記録媒体Ｐを考慮せずに充分な光沢を得るための温度を独立に設定できるので、転写定着ベルト６７の温度を低く設定できる。また、記録媒体Ｐはニップ部のみで加熱されるので過剰に加熱されず、トナーと記録媒体Ｐとの密着性も必要以上に高められることはない。したがって、低温定着が可能でウォームアップ時間が短縮でき、省エネルギー性を向上させることができる。

ここで、本実施の形態１における転写定着装置６６では、加熱ローラ７１と駆動ローラ７２との間（図２のＡの範囲である。）を除いた範囲（図２のＢ、Ｃの範囲である。）で転写定着ベルト６７が弛緩するように、駆動ローラ７２が回転制御される。すなわち、転写定着ベルト６７の緩み制御がおこなわれる。

詳しくは、転写定着ベルト６７の周長は、内接する３つのローラ部材７１〜７３の接線を結んだ長さよりも若干長く設定されていて、範囲Ｂ、Ｃに緩みが設けられている（破線が緩みのない状態である。）。一方、転写ローラ７３と加熱ローラ７１との間であって、転写定着ベルト６７の外周面に対向する位置には、転写定着ベルト６７の弛緩量を検知する検知手段としての変位センサ９０（緩みセンサ）が設置されている。
そして、駆動ローラ７２は、変位センサ９０の検知結果に基いて回転制御される。すなわち、変位センサ９０の検出値に基いて処理部９１にて転写定着ベルト６７の弛緩量が計算されて、その情報に基いてドライバ９２、駆動モータ９３を介して駆動モータ７２が回転制御され、範囲Ｂ、Ｃにおける転写定着ベルト６７の弛緩量が常に一定になるように制御される。

具体的に、変位センサ９０で検知された弛緩量が目標値よりも小さい場合には、駆動ローラ７２の回転速度を遅くすることで、範囲Ｂ（駆動ローラ７２と転写ローラ７３との間である。）と範囲Ｃ（転写ローラ７３と加熱ローラ７１との間である。）とにおいて、転写定着ベルト６７の弛緩の必要量を確保することができる。これに対して、変位センサ９０で検知された弛緩量が目標値よりも大きい場合には、駆動ローラ７２の回転速度を速くすることで、範囲Ｂ（駆動ローラ７２と転写ローラ７３との間である。）と範囲Ｃ（転写ローラ７３と加熱ローラ７１との間である。）とにおいて、転写定着ベルト６７の弛緩の必要量を確保することができる。

このような制御をおこなうことにより、記録媒体Ｐ（特に、厚紙である。）がニップ部に突入するとき（又は、記録媒体Ｐがニップ部から送出されるとき）に、駆動ローラ７２の回転速度が負荷増大（又は、負荷減少）によって低下しても（又は、増加しても）、その速度変動を転写定着ベルト６７の若干の緩みが吸収してくれる。これによって、駆動ローラ７２の回転速度変動が、中間転写ベルト２７と転写定着ベルト６７との転写ニップ（２次転写ニップ）や、感光体ドラム２１と中間転写ベルト２７との転写ニップ（１次転写ニップ）に伝播するのを防ぐことができるため、ニップ部への記録媒体Ｐの送出入によるショックジターの発生を抑止することができる。

このようにショックジターを抑止するための制御（緩み制御）は、駆動ローラ７２の回転速度制御をすることによって、転写ニップ（２次転写ニップ）の上流側・下流側に必要な弛緩量を確保するものであるため、転写定着ベルト６７に内接する部材が転写定着ベルト６７の走行を妨げる部材であると、経時的な摩擦係数の変化が大きく転写定着ベルト６７の走行が不安定になってしまい、精度の高い緩み制御が困難となる。
これに対して、本実施の形態１では、転写定着ベルト６７に内接する部材をすべて回転可能なローラ部材７１〜７３としているため、経時的な摩擦係数変化が少なく転写定着ベルト６７の走行が安定化して、精度の高い緩み制御をおこなうことができる。

なお、本実施の形態１では、加熱ローラ７１と駆動ローラ７２との間の範囲Ａでは、転写定着ベルト６７が弛緩しないように構成されているために、加熱ローラ７１の周面の一部を転写定着ベルト６７に密着させて転写定着ベルト６７を充分に加熱することができるとともに、ニップ部に搬送される記録媒体Ｐと転写定着ベルト６７との接触状態が良好に保たれて良好な転写・定着性を確保することができる。
また、本実施の形態１では、ヒータ７０（熱源）及び加熱ローラ７１が転写定着ベルト６７の内部に配設されているために、ニップ部近傍で記録媒体Ｐのジャムが発生しても、記録媒体Ｐが熱源に接触して高温に達して発火してしまうような問題は生じない。

ここで、本実施の形態１では、加熱ローラ７１が、回転軸方向中央部が回転軸方向両端部よりも高温になるように加熱される。
以下、詳しく説明する。
本実施の形態１における転写定着装置６６のように、転写定着ベルト６７が弛緩した状態で、ヒータ７０によって加熱ローラ７１を幅方向（回転軸方向）に均一に加熱した場合、転写定着ベルト６７の幅方向中央部の温度が幅方向両端部の温度よりも低くなってしまう。これは、転写定着ベルト６７が弛緩した状態で加熱されると、転写定着ベルト６７が弛緩しない状態で加熱される場合に比べて、加熱ローラ７１と転写定着ベルト６７との接触状態が不安定になり、転写定着ベルト６７の両端部に設置された寄り止め等の影響で両端部と中央部との剛性に差異が生じて、特に転写定着ベルト６７の中央部の熱伝達が悪くなるためである。このような問題は、特にウォーミングアップ時に顕著になる。
本願発明者が、実験をおこなったところ、加熱時間が長くなるのにともないその温度差は大きくなって、加熱開始から６０秒後には中央部と両端部との温度差が約２５度になってしまうことを確認した。

このような問題を解決するために、本実施の形態１では、ヒータ７０による幅方向の配熱分布を調整して、回転軸方向中央部が回転軸方向両端部よりも高温になるように加熱ローラ７１を加熱している。具体的には、転写定着ベルト６７の定着温度が低くなる中央部（幅２００ｍｍ程度の範囲である。）の配光を両端部の配光よりも高く設定している。配熱分布は、中央部が両端部に比べて１０〜４０％（さらに好ましくは、２０〜３０％である。）高くなるように設定することが好ましい。これにより、転写定着ベルト６７の表面温度（定着温度）を幅方向にわたって均一に加熱することができて、出力画像に定着ムラが生じる不具合を抑止することができる。

以上説明したように、本実施の形態１によれば、転写定着ベルト６７に転写ローラ７３、加熱ローラ７１、駆動ローラ７２を内接させるとともに、加熱ローラ７１と駆動ローラ７２との間を除いた範囲Ｂ、Ｃで転写定着ベルト６７が弛緩するように駆動ローラ７２を回転制御している。これにより、転写定着装置６６が高コスト化することなく、転写定着ベルト６７の走行が不安定化することなく、記録媒体Ｐのニップ部への送出入によるショックジターを応答性よく効率的に抑止することができる。

なお、本実施の形態１では、加圧部材として加圧ローラ６８を用いたが、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドを用いることもできる。そして、その場合にも、本実施の形態１とほぼ同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態１では、クリーニングローラ７５を転写定着ベルト６７に当接させたが、クリーニングローラ７５を加圧ローラ６８に当接させることもできる。

実施の形態２．
図３にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図３は、実施の形態２における転写定着装置を示す構成図であって、前記実施の形態１における図２に相当する図である。本実施の形態２における転写定着装置は、加熱ローラ７１が透光性材料で形成されている点と、加熱ローラ７１に対向する反射板７７が設置されている点と、が前記実施の形態１のものと相違する。

図３に示すように、本実施の形態２における転写定着装置６６も、前記実施の形態１のものと同様に、３つのローラ部材７１〜７３が内接された転写定着ベルト６７、加圧ローラ（加圧部材）、転写定着ベルト６７の弛緩量を検知する変位センサ９０（検知手段）、クリーニングローラ７５、等で構成される。また、本実施の形態２でも、前記実施の形態１と同様に、加熱ローラ７１と駆動ローラ７２との間Ａを除いた範囲Ｂ、Ｃで転写定着ベルト６７が弛緩するように駆動ローラ７２を回転制御している。

ここで、本実施の形態２では、加熱ローラ７１をガラス等の透光性材料からなる円筒体としている。そして、加熱ローラ７１の内部には熱源としてヒータ７０が固設されている。このような構成により、転写定着ベルト６７は、ヒータ７０の輻射熱を直接的に受けて加熱されることになる。
さらに、本実施の形態２では、加熱ローラ７１が転写定着ベルト６７に当接する側の反対側に、加熱ローラ７１に対向する反射板７７を設置している。これにより、ヒータ７０から加熱ローラ７１の反対側に向かう赤外線光が反射板７７によって反射されて転写定着ベルト６７に向かうことになり、転写定着ベルト６７の受ける輻射熱が増加して加熱効率がさらに高められる。このとき、反射板７７を幅方向中央部のみに設置すれば、前記実施の形態１で説明した転写定着ベルト６７の幅方向の温度分布が不均一になる問題が解消されることになる。

以上説明したように、本実施の形態２によれば、前記実施の形態１と同様に、転写定着ベルト６７に転写ローラ７３、加熱ローラ７１、駆動ローラ７２を内接させるとともに、加熱ローラ７１と駆動ローラ７２との間を除いた範囲Ｂ、Ｃで転写定着ベルト６７が弛緩するように駆動ローラ７２を回転制御している。これにより、転写定着装置６６が高コスト化することなく、転写定着ベルト６７の走行が不安定化することなく、記録媒体Ｐのニップ部への送出入によるショックジターを応答性よく効率的に抑止することができる。

実施の形態３．
図４にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図４は、実施の形態３における転写定着装置を示す構成図であって、前記実施の形態１における図２に相当する図である。本実施の形態３における転写定着装置は、加熱ローラ７１が電磁誘導によって加熱される点が、加熱ローラ７１がヒータ７０の輻射熱によって加熱される前記実施の形態１のものと相違する。

図４に示すように、本実施の形態３における転写定着装置６６も、前記実施の形態１のものと同様に、３つのローラ部材７１〜７３が内接された転写定着ベルト６７、加圧ローラ（加圧部材）、転写定着ベルト６７の弛緩量を検知する変位センサ９０（検知手段）、クリーニングローラ７５、等で構成される。また、本実施の形態３でも、前記実施の形態１と同様に、加熱ローラ７１と駆動ローラ７２との間を除いた範囲Ｂ、Ｃで転写定着ベルト６７が弛緩するように駆動ローラ７２を回転制御している。

ここで、本実施の形態３では、加熱ローラ７１が電磁誘導加熱方式によって加熱されるように構成されている。詳しくは、加熱ローラ７１は、鉄、コバルト、ニッケル、又は、これらの合金等の磁性金属材料からなる発熱層が形成された円筒体である。この加熱ローラ７１の内周面及び外周面を挟みこむように、励磁コイル７８が配設されている。そして、励磁コイル７８に高周波の交番電圧を印加することで、加熱ローラ７１の表面に渦電流が生じて、加熱ローラ７１が電磁誘導加熱される。そして、加熱された加熱ローラ７１によって転写定着ベルト６７が伝導熱により加熱されることになる。
なお、本実施の形態３では、加熱ローラ７１を挟み込むように励磁コイル７８を配設したが、加熱ローラ７１の内周面（又は、外周面）のみに対向させるように励磁コイル７８を配設することもできる。

また、本実施の形態３において、前記実施の形態１で説明した転写定着ベルト６７の幅方向の温度分布が不均一になる問題を解消するために、加熱ローラ７１の幅方向両端部に作用する磁束が減衰するように構成することもできる。具体的には、加熱ローラ７１と励磁コイル７８との間であって幅方向両端部に遮蔽板を設置したり、加熱ローラ７１と励磁コイル７８との幅方向両端部のギャップを大きく設定したりすることで、加熱ローラ７１の中央部の配熱が両端部の配熱よりも高くなって、安定したベルト走行をしながら転写定着ベルト６７の表面を均一に加熱することができる。

以上説明したように、本実施の形態３によれば、前記各実施の形態と同様に、転写定着ベルト６７に転写ローラ７３、加熱ローラ７１、駆動ローラ７２を内接させるとともに、加熱ローラ７１と駆動ローラ７２との間を除いた範囲Ｂ、Ｃで転写定着ベルト６７が弛緩するように駆動ローラ７２を回転制御している。これにより、転写定着装置６６が高コスト化することなく、転写定着ベルト６７の走行が不安定化することなく、記録媒体Ｐのニップ部への送出入によるショックジターを応答性よく効率的に抑止することができる。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置における転写定着装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２における転写定着装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態３における転写定着装置を示す構成図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
２７ 中間転写ベルト（像担持体、中間転写体）、
６６ 転写定着装置、
６７ 転写定着ベルト、
６８ 加圧ローラ（加圧部材）、
７０ ヒータ、
７１ 加熱ローラ、
７２ 駆動ローラ、
７３ 転写ローラ（２次転写ローラ）、
７７ 反射板、
７８ 励磁コイル、
９０ 変位センサ（検知手段）、 Ｐ 記録媒体。

Claims (8)

1. 記録媒体上にトナー像を転写するとともに定着する転写定着装置であって、
   像担持体に担持されたトナー像が転写されるとともに、当該トナー像を加熱・溶融する転写定着ベルトと、
   所定方向に回転するとともに、前記転写定着ベルトを介して前記像担持体に当接する転写ローラと、
   所定方向に回転速度を可変して回転するとともに、前記転写定着ベルトに内接して当該転写定着ベルトを所定方向に走行させる駆動ローラと、
   所定方向に回転するとともに、前記転写定着ベルトの走行方向に対して前記転写ローラの下流側であって前記駆動ローラの上流側で当該転写定着ベルトに内接して当該転写定着ベルトを加熱する加熱ローラと、
   前記転写定着ベルトを介して前記駆動ローラに圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、
   前記転写定着ベルトの弛緩量を検知する検知手段と、
   を備え、
   前記駆動ローラは、前記加熱ローラと当該駆動ローラとの間を除いた範囲で前記転写定着ベルトが弛緩するように前記検知手段の検知結果に基いて回転制御されることを特徴とする転写定着装置。
2. 前記駆動ローラは、前記検知手段によって検知された弛緩量が目標値よりも小さい場合には回転速度が遅くなるように回転制御され、前記検知手段によって検知された弛緩量が前記目標値よりも大きい場合には回転速度が速くなるように回転制御されることを特徴とする請求項１に記載の転写定着装置。
3. 前記加熱ローラは、ヒータを内設したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転写定着装置。
4. 前記加熱ローラは、透光性材料からなる円筒体であって、
   前記加熱ローラが前記転写定着ベルトに当接する側の反対側にて当該加熱ローラに対向する反射板を備えたことを特徴とする請求項３に記載の転写定着装置。
5. 前記加熱ローラは、電磁誘導によって加熱されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転写定着装置。
6. 前記加熱ローラは、回転軸方向中央部が回転軸方向両端部よりも高温になるように加熱されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の転写定着装置。
7. 前記像担持体は、複数のトナー像が重ねて担持される中間転写体であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の転写定着装置。
8. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載の転写定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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