JPH11352804A

JPH11352804A - 画像記録装置

Info

Publication number: JPH11352804A
Application number: JP10172242A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Uehara; 康博上原; Yasuhiro Kusumoto; 保浩楠本; Yoshio Kanazawa; 祥雄金澤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 1999-12-24
Also published as: US6175713B1

Abstract

(57)【要約】【課題】トナー像担持搬送体上のトナー像を記録材に
転写すると同時に定着する画像記録装置において、装置
内の熱の蓄積による帯電特性等の変化を防止するととも
に、少ない消費エネルギーでトナー像を確実に記録材に
転写・定着し、高速プリントを可能とする。【解決手段】感光ドラム１との対向位置に、トナー像
が一次転写される中間転写体５を配設し、転写されたト
ナー像の搬送方向下流側に、トナー像を記録材と圧接す
る加圧ローラ１１を設ける。加圧ローラ１１を圧接する
二次転写部Ｙの上流側には、中間転写体上のトナー像を
溶融する電磁誘導加熱装置１２を設ける。中間転写体５
は内部に導電層を備えており、電磁誘導加熱装置が変動
磁界を発生することにより、導電層が渦電流により発熱
する。この熱によりトナーが軟化点温度以上に加熱さ
れ、記録材と圧接されることにより瞬時に転写され、二
次転写部Ｙを通過する間に冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上に潜像
を形成し、これにトナーを選択的に付着して可視像とし
た後、紙などの記録材に転写・定着する画像記録装置に
係り、具体的には電子写真記録装置、静電記録装置、イ
オノグラフィー、磁気潜像を利用して像形成を行なう装
置等の画像記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像信号を紙などの記録材に
再現する画像記録装置としては、感光ドラム等の像担持
体上に潜像を形成し、これにトナーを選択的に付着させ
て顕像化し、このトナー像を直接記録材に転写する装
置、若しくはトナー像を一旦中間転写体に転写し、その
後記録材に転写する装置等、種々の方式のものが実用化
されている。

【０００３】中間転写体を用いてトナー像を一旦この上
に転写する方式は、カラー画像を形成する装置に多く適
用されており、複数の色のトナー像を中間転写体上に重
ねて転写してフルカラーのトナー像を形成し、これを一
括して記録材上に転写することができる。このような方
式では、現像装置内に貯留されているトナーの混色を防
止することができるとともに、複数の像担持体を設け
た、いわゆるタンデム型の装置とすることによってフル
カラー画像を短い時間で形成することができるという長
所がある。さらに、中間転写体を用いた画像記録装置で
は、この中間転写体から記録材にトナーを転写するとき
に、トナーを加熱・溶融し、軟化したトナーを記録材に
押し付けて転写と定着とを同時に行うことができる。つ
まり、周面上でトナー像が形成された像担持体から直接
に記録材へ転写する場合には、トナーを加熱・溶融させ
ると、像担持体に多く用いられる感光体層をも加熱する
ことになり、特性が変化して良好な画像形成ができなく
なるが、中間転写体上に一旦転写した後、さらに記録材
へ転写するときには、像担持体への温度の影響を低減す
ることができ、上記のような転写と定着とを同時に行う
ことが可能となる。

【０００４】なお、トナー像を加熱して転写と定着とを
同時に行う方法は、イオノグラフィーのように像担持体
が温度の影響を受けにくいものであれば、像担持体から
記録材に直接転写する場合に用いることもできるもので
ある。

【０００５】上記のように中間転写体を用いた画像記録
装置であって、この中間転写体から記録材にトナー像を
転写する際に、トナー像を加熱して転写と定着とを同時
に行う装置は既にいくつか提案されており、例えば、特
開平２−１０６７７４号公報、特開昭４９−７８５５９
号公報、特開昭５０−１０７９３６号公報、特開昭５７
−１６３２６４号公報、特公昭６４−１０２７号公報に
記載のものがある。

【０００６】特開平２−１０６７７４号公報に記載の技
術は、中間転写体上のトナー像を転写する前に記録材を
加熱し、この記録材の熱によって中間転写体上のトナー
を溶融して該記録材上に転写・定着させるものである。

【０００７】特開昭４９−７８５５９号公報、特開昭５
０−１０７９３６号公報に記載の技術は、記録材の加熱
を行わずに、中間転写体上のトナーを放射加熱手段によ
ってその融解温度まで加熱し、中間転写体及びこの上で
軟化したトナー像を記録材に圧接して転写・定着するも
のである。

【０００８】特開昭５７−１６３２６４号公報に記載の
技術は、中間転写体及びこれに転写されたトナー像を予
め加熱するとともに、記録材を加熱した状態で両者を圧
接し、トナー像を記録材上に転写・定着させるものであ
る。

【０００９】特公昭６４−１０２７号公報に記載の技術
は、中間転写体上のトナー像を記録材に圧接するニップ
部（転写定着領域）の手前で、トナーを予備的に加熱す
るものである。すなわち、加熱ロールにベルト状の中間
転写体を９０°以上巻き付け、ニップ部の手前側で加熱
ロールの熱を利用してトナーを予備的に加熱し、トナー
の溶融温度の付近まで温度を上昇させる。その後、ニッ
プ部でトナーを更に加熱して溶融させ、トナー像を記録
材上に転写するとともに定着させるものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の技術では、以下に示すような問題点があ
る。特開平２−１０６７７４号公報に記載の技術は、記
録材を加熱するため、中間転写体の温度上昇は少なく、
像担持体に熱的な悪影響を与えることが少ない点では好
ましいが、熱の利用率が低く、記録材の加熱に多くの熱
エネルギーを消費することになる。特に像形成を高速で
行う場合には、記録材を加熱する装置の出力を大きくす
る必要があり、装置全体の消費電力が増大してしまう。
また、記録材の搬送が中断する、いわゆるジャムが起こ
った時には、高温で記録材（一般にはＰＰＣ用紙）を加
熱しているため発火の危険性が大きいといった欠点もあ
る。

【００１１】特開昭４９−７８５５９号公報、特開昭５
０−１０７９３６号公報に記載の技術は、トナーを選択
的に加熱する手段として放射加熱方式を用いているた
め、実質的な熱効率は加熱ロールなどの熱伝導を使用し
た加熱手段に比べ低くなってしまう。

【００１２】特開昭５７−１６３２６４号公報に記載の
技術は、中間転写体、トナー及び記録材のいずれもを加
熱するため、中間転写体の温度を低く設定することがで
きるという利点がある。また、圧接部における中間転写
体上のトナー像と記録材との間の熱移動が少なく、トナ
ーの流動性の低下が少なくなり、トナーが充分に記録材
に浸透して中間転写体から転移される。しかし、中間転
写体から分離されるときのトナーはトナー軟化点温度よ
りも高く、流動状態にあるため、トナーが分断されて中
間転写体側へオフセットしやすい傾向がある。また、中
間転写体、トナー及び記録材のいずれもが加熱されるた
め、消費エネルギーは大きくなってしまう。さらに、加
熱ロールで加熱された中間転写体の周回移動により熱が
像担持体側に伝わり、像担持体の周辺の温度が上昇して
帯電機能に支障が生じるいう問題がある。また、像担持
体の温度上昇により現像装置付近でトナーが溶融した
り、クリーニングブレードなどに固着するなどの問題も
発生する。一方、このような機構で中間転写体の熱が像
担持体側に伝わるのを防止しようとすると、かなり大型
の冷却装置が必要となり、装置のコストが大幅にアップ
することになる。

【００１３】特公昭６４−１０２７号公報に記載の技術
では、ニップ部（転写定着領域）の手前でトナーが予備
加熱されるので、加熱ロールの設定温度を低くすること
ができるが、ニップ部でトナーと記録材とを再加熱する
ため、定着に要する全エネルギーは前述の従来例と同様
に大きくなってしまう。

【００１４】以上のように、トナー像を一旦中間転写体
に転写し、このトナー像を記録材に一括転写すると同時
に定着させる方式の画像記録装置では、いずれもいくつ
かの問題点を有しており、これらが有する問題点の主要
なものをまとめると、次の３点が挙げられる。

【００１５】第１の問題点は、二次転写部で中間転写体
上のトナー像を記録材に一括転写すると同時に加熱によ
り定着すると、高温となった中間転写体が像担持体との
接触位置まで搬送されることになり、像担持体の温度を
上昇させるという点である。このように像担持体の温度
が上昇することによって、帯電特性や感光特性等が変化
するため、画像の安定化が難しくなる。また、像担持体
の温度上昇により、トナーが周辺部材に固着するといっ
た問題もある。

【００１６】第２の問題点は、中間転写体上のトナーを
溶融し、記録材に転写・定着させるための熱エネルギー
が多く必要となり、消費エネルギーが増大してしまうと
いった問題である。一般的に、記録材や中間転写体の熱
容量は大きく、これらの温度を上昇させるために多くの
熱エネルギーが必要となるからである。

【００１７】第３の問題点は、トナーが加熱・溶融され
た状態で記録材を圧接するために、記録材を中間転写体
から剥離したときに、溶融したトナーの一部が中間転写
体に残るいわゆるオフセットが生じるという問題であ
る。中間転写体の外周面に離型性の良好な材料を用いる
ことによって、オフセットを低減することは可能ではあ
るが、トナーの温度が高く、流動性が大きいとオフセッ
トは生じ易くなる。

【００１８】一方、記録材上に転写されたトナー像を加
熱により定着する方式であるが、消費する熱エネルギー
を低減するための手段として、特開平８−７６６２０号
公報に開示されるものがある。ここに記載されている装
置は、導電層を有する発熱部材に磁場を作用させること
で、上記発熱層に渦電流を発生させ、抵抗を有する導電
層がこの渦電流によって発熱することを利用するもので
ある。つまり、上記導電層の発熱により発熱部材に密着
された記録材およびこの記録材上に担持されたトナー像
を加熱・溶融し、記録材上にトナー像を定着するもので
ある。

【００１９】このような構成によりトナーを溶融するた
めの消費電力を低く抑えるようにしたものであるが、発
熱部材と加圧ローラとの間にトナーと記録材とを一緒に
挟み込んで加熱するため、結果的には消費エネルギーを
さほど低減することはできない。また、発熱部材と加圧
ローラとの圧接部分でトナーを加熱するため、定着領域
すなわち圧接部分の出口付近のトナーの温度が高くな
り、オフセットを発生しやすいという問題もある。

【００２０】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、定着のために必要な熱エ
ネルギーを低減するとともに、転写効率の優れた画像記
録装置を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本願に係る発明は、無端状の周面上にトナー像
を担持し、該周面の周回移動により、前記トナー像を搬
送するトナー像担持搬送体を有し、前記トナー像を記録
材に転写し、定着する画像記録装置において、前記トナ
ー像担持搬送体は、周回移動される無端状の周面近く
に、電磁誘導電流によって発熱する電磁誘導発熱層を有
するものであり、前記トナー像担持搬送体の電磁誘電
発熱層を貫く変動磁界を発生し、渦電流によって該電磁
誘導発熱層を発熱させる電磁誘導加熱装置と、前記ト
ナー像担持搬送体の周回方向における前記電磁誘導加熱
装置が設けられた位置の下流側に、非加熱状態の記録材
を供給する給紙装置と、前記電磁誘導発熱層の発熱に
より加熱され、溶融した前記トナー像担持搬送体上のト
ナー像に、前記記録材を圧接し、該記録材へ前記トナー
像を転写するとともに定着する加圧装置とを有するもの
とする。

【００２２】このような構成の画像記録装置では、電磁
誘導加熱装置によって発生される変動磁界が、トナー像
担持搬送体の電磁誘導発熱層を貫くことによって、この
層内に、渦電流が生じ発熱する。これにより、トナー像
担持搬送体上のトナー像は加熱され、溶融する。

【００２３】溶融したトナーは給紙装置から供給される
記録材に、加圧装置によって圧接される。このとき、記
録材は加熱されておらず、常温に維持されているので圧
接されたトナーの温度は瞬間的に低下するが、充分に加
熱されていることにより溶融したトナーが記録材の繊維
を取り込み又は繊維間に侵入して付着する。また、加圧
装置で記録材がトナー像担持搬送体と圧接されるニップ
部を通過する間にトナーの温度はさらに低下し、流動性
が小さくなってニップ部の出口では、トナーの全量が一
体となって記録材に付着した状態となる。このため、記
録材をトナー像担持搬送体から剥離したときに、トナー
が分断されて一部がトナー像担持搬送体側に残る、いわ
ゆるオフセットを生じることがなく、極めて高い効率で
転写が行なわれ、同時に定着される。

【００２４】上記のように、この画像記録装置ではトナ
ー像を電磁誘導発熱層の発熱によって加熱溶融してお
り、加熱される部分はトナー像担持搬送体の周面付近の
電磁誘導発熱層とその上に形成された層とトナーとであ
り、電磁誘導発熱層より下にある例えば基層等は熱伝導
性の小さい材料を用いることによってほとんど加熱する
ことなく、トナーを溶融することが可能となる。このた
め、極めて短い時間でトナーを溶融状態とすることがで
き、使用エネルギーを低減することができるとともに、
予熱が不要となって、この画像記録装置の電源をＯＮ状
態として画像形成動作をスタートするときに、待機時間
を設定する必要がなくなる。

【００２５】また、溶融したトナーは、充分に加熱され
ていることによって、非加熱状態の記録材と圧接された
時にこの記録材に付着し、その後はこの記録材に熱を奪
われて温度が低下する。このときトナー像担持搬送体は
発熱層より周面側の限られた部分だけしか高温になって
おらず、トナーおよびトナー像担持搬送体が保有する熱
量は少ないので上記温度の低下は急速に生じる。したが
って、記録材がトナー像担持搬送体に圧接されるニップ
部の幅を適切に設定することによって、ニップ部の出口
でトナーの温度を充分に低い値としてオフセットを防止
することができる。

【００２６】また、上記のように電磁誘導加熱装置によ
りトナー像担持搬送体の周面付近とその上に担持された
トナーのみを加熱し、極めて短い時間でトナーを溶融状
態とすることができるので、トナー像担持搬送体上のト
ナー像がある部分だけを選択的に加熱することも可能と
なる。つまり、記録画像間の非画像部分では電磁誘導加
熱装置をＯＦＦ状態として、使用電力の低減を図ること
ができる。さらに、磁性材料からなるコアとこのコアに
巻き回された励磁コイルを有する電磁誘導加熱装置を、
画像の幅方向において複数に分割された構造とし、形成
される画像のサイズに応じて必要な部分のみを用いてト
ナーの加熱を行なうことができ、使用電力を低減するこ
とができる。

【００２７】上記画像記録装置において、上記トナー像
担持搬送体は、例えば中間転写体とし、感光体ドラム等
の外周面上で形成されたトナー像を、この中間転写体上
に一旦転写し、さらにこのトナー像を上記電磁誘導加熱
装置で加熱溶融して記録材に転写および定着するものと
することができる。

【００２８】また、トナー像担持搬送体を、この外周面
上で潜像の形成および現像が行なわれる像担持体とする
こともできる。このような画像記録装置では、像担持体
の周面付近に電磁誘導発熱層を有するものとし、この周
面上に直接潜像を形成し、トナーを現像装置から転移し
てトナー像を形成する。そして、このトナー像を電磁誘
導加熱装置によって溶融し、記録材に転写・定着するも
のである。上記像担持体としては外周面を形成する部材
に絶縁性材料を用い、イオン流照射装置によって潜像形
成する、いわゆるイオノグラフィーとすることができ
る。また、上記像担持体として、外周面に感光体層を有
するものとし、像光の照射によって潜像を形成するゼロ
グラフィーとすることもできるが、感光体層は加熱によ
って特性が著しく変化することがないものを用いる必要
がある。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を図
に基づいて説明する。 < 第１の実施形態 >図１は、請求項１、請求項２、請求
項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８に記
載の発明の一実施形態である画像記録装置を示す概略構
成図である。

【００３０】この画像記録装置は、表面に静電電位の差
による潜像が形成される感光ドラム１を備えており、こ
の感光ドラム１の周囲に、感光ドラム表面をほぼ一様に
帯電する帯電装置２と、感光ドラム１に各色信号に応じ
たレーザー光を照射して潜像を形成するレーザースキャ
ナ３及びミラー１３等からなる露光部と、シアン、マゼ
ンタ、イエロー、ブラックの４色のトナーをそれぞれ収
容し、感光ドラム上の潜像を各色トナーにより可視化す
る回転式の現像装置４と、一定方向に循環移動が可能に
支持された無端ベルト状の中間転写体５と、中間転写体
５を挟んで感光ドラム１と対向するように配置され、ト
ナー像を中間転写体５に転写する一次転写ローラ６と、
転写後の感光ドラム表面を清掃するクリーニング装置７
と、感光ドラム１の表面を除電する露光ランプ８とを有
している。

【００３１】さらに装置内には、一次転写ローラ６とと
もに中間転写体５を張架するように配置されたテンショ
ンローラ９、駆動ローラ１０と、中間転写体５を挟むよ
うにテンションローラ９と対向して配置された加圧ロー
ラ１１と、給紙ユニット１５内に収容される記録材を１
枚ずつ搬送する給紙ローラ１６及びレジストローラ１７
と、テンションローラ９に巻き回された中間転写体５と
加圧ローラ１１との間に記録材を供給するための記録材
ガイド１８とを有している。さらに、中間転写体５の周
回方向における加圧ローラ１１との対向位置の上流側に
は、中間転写体５の背面側からトナー像を加熱する電磁
誘導加熱装置１２を有している。

【００３２】上記感光ドラム１は、円筒状の導電性基材
の表面にＯＰＣ又はａ−Ｓｉ等からなる感光体層を備え
るものであり、導電性基材は電気的に接地されている。
上記現像装置４は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラ
ックのトナーをそれぞれ収容する４台の現像器４Ｃ、４
Ｍ、４Ｙ、４Ｋを備えており、各現像器が感光ドラム１
と対向するように回転可能に支持されている。各現像器
内には、表面にトナー層を形成して感光ドラム１との対
向位置に搬送する現像ロールが設けられている。この現
像ロールには、交互電圧値Ｖ_P-P が２ｋＶ、周波数ｆが
２ｋＶＨｚの矩形波交互電圧に４００ＶのＶDCを重畳し
た電圧が印加され、電界の作用によりトナーが感光ドラ
ム１上の潜像に転移されるようになっている。また各現
像器４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、４Ｋ内には、トナーホッパー１
４からそれぞれトナーが補給される。

【００３３】図２は、上記中間転写体５を示す概略断面
図である。この中間転写体５は、耐熱性の高いシート状
部材からなる基層５ａと、その上に積層された導電層
（電磁誘導発熱層）５ｂと、最も上層となる表面離型層
５ｃとの３層で構成されている。基層５ａは、厚さ１０
μｍ〜１００μｍの半導電性の部材であることが好まし
く、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
リサルファン、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリア
ミド等に代表される耐熱性の高い樹脂に、カーボンブラ
ック等の導電材を分散したものが好適に用いられる。基
層５ａに導電材を分散するのは、一次転写時に電界をか
けてトナー像を転写する静電転写性を考慮したものであ
るが、基層の構成はこれに限ったものではない。

【００３４】導電層５ｂは、例えば鉄やコバルトの層、
又はメッキ処理によってニッケル・銅・クロム等の金属
層を、厚さ１μｍ〜５０μｍで形成したものである。な
お、導電層５ｂの詳細については後述する。

【００３５】表面離型層５ｃは、厚さ０．１μｍ〜３０
μｍの離型性の高いシート又はコート層であることが好
ましく、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−シリコーン共重合体などが用いられる。この
表面離型層５ｃにはトナーが当接されるため、その材料
は画質に大きな影響を与える。表面離型層の材料が弾性
部材の場合は、トナーを包み込むような状態で密着する
ため、画像の劣化が少なく画像光沢も均一である。しか
し、離型材料が樹脂等のように弾性がない部材である場
合には、中間転写体５との圧接部でトナーが記録材に完
全には密着しにくいため、転写定着不良や画像光沢むら
が生じやすい。特に、表面粗さの大きい記録材の場合は
顕著である。したがって、表面離型層５ｃの材料は弾性
体であることが望ましい。なお、表面離型層の材料に樹
脂を用いる場合には、表面離型層５ｃと導電層５ｂとの
間に弾性層を有していることが望ましい。そして、トナ
ーを包み込む効果を発揮するには、いずれの場合も弾性
体の厚さを１０μｍ、望ましくは２０μｍ以上とするの
が好適である。

【００３６】上記中間転写体５は、駆動ローラ１０によ
り駆動されて周回移動するので、中間転写体５における
加圧ロール１１との圧接部分は駆動ローラ１０の回転に
ともない記録材と同じ速度で移動する。このとき、記録
材が加圧ロール１１と中間転写体５とのニップ中に存在
している時間が１０ｍｓ〜５０ｍｓとなるように、ニッ
プ幅及び記録材の移動速度が設定されている。このニッ
プ中に存在している時間、つまり溶融したトナーが記録
材に押し付けられた時から、記録材が中間転写体から剥
離されるまでの時間が、上記のように５０ｍｓ以上とな
っていることによって、トナーが記録材に付着するのに
充分な温度まで加熱されていても、ニップの出口では、
オフセットが生じない程度までトナーの温度が低下され
るものである。

【００３７】図３は、電磁誘導加熱装置１２による中間
転写体５の加熱原理を示す説明図である。上記電磁誘導
加熱装置１２は、図３に示すように、断面が下向きのＥ
型形状を有する鉄心２１と、この鉄心２１に巻き回され
た励磁コイル２２と、この励磁コイル２２に交流電流を
印加する励磁回路２３とで主要部が構成されている。励
磁コイル２２に交流電流が印加されると、励磁コイル２
２の周囲に矢印Ｈで示される磁束が生成消滅を繰り返
す。この磁束Ｈが中間転写体５の導電層５ｂを横切るよ
うに加熱装置１２が配置されている。

【００３８】変動する磁界が導電層５ｂ中を横切ると
き、その磁界の変化を妨げる磁界を生じるように、導電
層５ｂ中には矢印Ｂで示される渦電流が発生する。この
渦電流は表皮効果のためにほとんど導電層５ｂの励磁コ
イル２２側の面に集中して流れ、導電層５ｂの表皮抵抗
Ｒ_S に比例した電力で発熱を生じる。

【００３９】ここで、角周波数をω、透磁率をμ、固有
抵抗をρとすると、表皮深さδは次式で示される。

【数１】

【００４０】さらに、表皮抵抗Ｒ_S は次式で示される。

【数２】

【００４１】中間転写体５の導電層５ｂに発生する電力
Ｐは、中間転写体中を流れる電流をIfとすると、次式で
表せる。

【数３】

【００４２】したがって、表皮抵抗Ｒ_S を大きくする
か、或は中間転写体中を流れる電流Ifを大きくすれば、
電力Ｐを増すことができ、発熱量を増すことが可能とな
る。表皮抵抗Ｒ_S を大きくするには、周波数ωを高くす
るか、透磁率μの高い材料又は固有抵抗ρの高いものを
用いればよい。

【００４３】上記のような加熱原理からすると、非磁性
金属を導電層５ｂに用いると、加熱しづらいことが憶測
されるが、導電層５ｂの厚さｔが表皮深さδより薄い場
合には、次式のようになるので、加熱が可能となる。

【数４】

【００４４】また、励磁コイル２２に印加する交流電流
の周波数は１０〜５００ｋＨｚが好ましい。１０ｋＨｚ
以上となると、導電層５ｂへの吸収効率が良くなり、５
００ｋＨｚまでは安価な素子を用いて励磁回路２３を組
むことができる。さらに、２０ｋＨｚ以上であれば可聴
域をこえるため、通電時に音がすることがなく、また２
００ｋＨｚ以下では励磁回路で生じるロスも少なく、周
辺への放射ノイズも小さい。

【００４５】また、１０〜５００ｋＨｚの交流電流を導
電層５ｂに印加した場合には、表皮深さは数μｍから数
百μｍ程度である。実際に導電層５ｂの厚さを１μｍよ
り小さくすると、ほとんどの電磁エネルギーが導電層５
ｂで吸収し切れないため、エネルギー効率が悪くなる。
また、漏れた磁界が他の金属部を加熱するという問題も
生じる。

【００４６】一方、導電層５ｂの厚さが５０μｍを超え
ると、中間転写体の熱容量が大きくなりすぎるととも
に、導電層４ｂ中の熱伝導によって熱が伝わり、離型層
５ｃが暖まりにくくなるという問題が生じる。したがっ
て、導電層５ｂの厚さは１μｍ〜５０μｍが好ましい。

【００４７】また、導電層５ｂの発熱を増すためには、
中間転写体中を流れる電流Ifを大きくすればよく、その
ためには励磁コイル２２によって生成される磁束を強く
するか、或は磁束の変化を大きくすればよい。この方法
としては、励磁コイル２２の巻き線数を増すか、或はコ
イル２２の鉄心２１をフェライト、パーマロイといった
高透磁率で残留磁束密度の低いもので構成するとよい。

【００４８】また、導電層５ｂの抵抗値が小さすぎる
と、渦電流が発生したときの発熱効率が悪化するため、
導電層５ｂの固有体積抵抗率は２０℃の環境で１．５×
１０^-8Ωｍ以上が好ましい。

【００４９】なお、本実施形態では、導電層５ｂをメッ
キ処理等で形成したが、真空蒸着、スパッタリング等で
形成してもよい。これにより、メッキ処理できないアル
ミニウムや金属酸化物合金を導電層５ｂに用いることが
できる。但し、メッキ処理では所望の膜厚すなわち１〜
５０μｍの層厚を得やすいため、メッキ処理が好まし
い。

【００５０】また、導電層５ｂの材料として、例えば高
透磁率の鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性体を用いる
と、励磁コイル２２によって生成される電磁エネルギー
を吸収し易くなり、効率よく加熱することができる。さ
らに、機外へ漏れる磁気も少なくなり、周辺装置への影
響も低減できるため、これらのもので高抵抗率のものを
選ぶのが最もよい。また、導電層５ｂは金属に限定され
るものではなく、低熱導電性の基層５ａと表面離型層５
ｃとを接着するための接着剤中に、導電性で高透磁率の
粒子、ウィスカーを分散させて導電層５ｂとしてもよ
い。例えば、マンガン、チタン、クロム、鉄、銅、コバ
ルト、ニッケル等の粒子や、これらの合金であるフェラ
イトや酸化物の粒子やウィスカーといったもの、或はカ
ーボンブラック等の導電性粒子を接着剤中に混合し、分
散させて導電層とすることもできる。

【００５１】次に、上記のような構成の画像記録装置の
動作について説明する。感光ドラム１は図１中に示す矢
印の向きに回転し、帯電装置２によってほぼ一様に帯電
された後、レーザースキャナ３から原稿のイエロー画像
信号に従ってパルス幅変調されたレーザー光が照射さ
れ、感光ドラム１上にイエロー画像に相当する静電潜像
が形成される。このイエロー画像用の静電潜像は、回転
式現像装置４により予め現像位置に定置されたイエロー
用現像器４Ｙによって現像され、感光ドラム１上にイエ
ロートナー像が形成される。

【００５２】このイエロートナー像は、感光ドラム１と
中間転写体５との当接部である一次転写部Ｘにおいて、
一次転写ローラ６の作用により中間転写体５上に静電的
に転写される。この中間転写体５は、感光ドラム１と同
期して周回移動しており、表面にイエロートナー像を保
持したまま周回移動を継続し、次の色のマゼンタ像の転
写に備える。

【００５３】一方、感光ドラム１は、クリーニング装置
７によって表面を清掃された後、再び帯電装置２により
ほぼ一様に帯電され、次のマゼンタの画像信号に従って
レーザースキャナ３からレーザー光が照射される。

【００５４】回転式現像装置４は、感光ドラム１上にマ
ゼンタ用の静電潜像が形成される間に回転し、マゼンタ
用現像器４Ｍを現像位置に定置してマゼンタトナーによ
る現像を行う。このようにして形成されたマゼンタトナ
ー像は一次転写部Ｘで中間転写体５上に静電的に転写さ
れる。

【００５５】引き続いて、上述のプロセスがそれぞれシ
アン及びブラックに対して行われ、中間転写体５上へ４
色分の転写が終了したとき、もしくは最終色のブラック
の転写途中において、給紙ユニット１５内に収容される
記録材（用紙）が給紙ローラ１６により給紙され、レジ
ストローラ１７及び記録材ガイド１８を経由して中間転
写体５の二次転写部Ｙに搬送される。

【００５６】一方、中間転写体５上に転写された４色分
のトナー像は、二次転写部Ｙの上流側で、電磁誘導加熱
装置１２と対向する加熱領域Ａを通過する。加熱領域Ａ
では、励磁回路２３から励磁コイル２２に交流電流が印
加されており、中間転写体５の導電層５ｂが電磁誘導加
熱により発熱する。これにより導電層５ｂは急激に加熱
され、この熱は時間経過とともに表層に伝達され、二次
転写部Ｙに到達するときには中間転写体５上のトナーが
溶融した状態となる。

【００５７】中間転写体５上で溶融したトナー像は、二
次転写部Ｙで記録材の搬送に合わせて圧接される加圧ロ
ーラ１１の圧力により、記録材と密着される。加熱領域
Ａでは中間転写体５は局所的に表面近傍だけが加熱され
ており、溶融したトナーは室温の記録材と接触して急激
に冷却される。つまり、溶融したトナーは二次転写部Ｙ
のニップを通過するときに、トナーが持っている熱エネ
ルギーと圧接力とで瞬時に記録材に浸透して転写定着さ
れ、記録材はトナー及び表面近傍だけ加熱された中間転
写体の熱を奪いながらニップ出口に向かって搬送され
る。このとき、ニップ幅及び記録材の移動速度が適切に
設定されていることにより、ニップ出口でのトナーの温
度は軟化点温度よりも低くなる。このため、トナーの凝
集力が大きくなり、トナー像はオフセットを生じること
なく、そのままほぼ完全に記録材上に転写定着される。
その後、トナー像が転写定着された記録材は、排出ロー
ラ１９を通って排出用トレイ２０上に排紙され、フルカ
ラーの画像形成が終了する。

【００５８】なお、上記したトナーの軟化点温度は、以
下のような測定法で求めたものである。フローテスター
ＣＦＴ−５００Ａ型（島津製作所製）を使用し、ダイ
（ノズル）の直径を０．２ｍｍ、長さを１．０ｍｍ、プ
ランジャー断面積を１．０ｃｍ²とし、試料となるトナ
ーは１〜３ｇの精秤した微粒子を用いる。そして、トナ
ーに２０ｋｇの押し出し荷重を作用させるとともに、初
期設定温度７０℃で３００秒余熱した後、６℃／分で等
速昇温し、ダイ（ノズル）から流出する溶融トナー量を
測定する。このときのトナープランジャー降下量−温度
曲線（以降、Ｓ字曲線という）を求めと、図４に示すよ
うなカーブとなる。

【００５９】図４に示されるように、等速昇温するに従
ってトナーは徐々に加熱され、流出が開始される（プラ
ンジャー降下Ａ→Ｂ）。さらに昇温すると、溶融状態と
なったトナーは大きく流れ出し（Ｂ→Ｃ→Ｄ）、ほとん
どのトナーが流出してプランジャー降下が停止する（Ｄ
→Ｅ）。軟化Ｓ字曲線の高さＨは全流出量を示し、流出
したトナー量が全量の１／２、すなわちＨ／２となった
Ｃ点に対応する温度Ｔ0 を、そのトナーの軟化点温度と
する。

【００６０】図５は、中間転写体５が加熱領域Ａを通過
する直前から転写定着領域（二次転写部Ｙのニップ）の
出口を通過するまでのトナー及び導電層（発熱層）５ｂ
の温度変化を示すグラフである。図５に示されるよう
に、導電層５ｂは加熱領域Ａで加熱され、導電層５ｂの
温度Ｔｈは室温から急激に立ち上がる。トナー温度Ｔｔ
は表面離型層５ｃの熱抵抗があるため、導電層５ｂの温
度Ｔｈより少し遅れて立ち上がるが、表面離型層５ｃの
厚さが数μｍ〜数十μｍと薄層であるため、その遅れは
高々数〜１０ｍｓｅｃである。加熱領域Ａを過ぎると導
電層５ｂは加熱されなくなり、導電層５ｂの温度は周囲
の基層５ａ及び表面離型層５ｃに熱を奪われて低下す
る。トナー温度は加熱領域Ａを通過した後も表面離型層
５ｃからの伝熱があるため、転写定着領域Ｂに到達する
まで上がり続ける。転写定着領域Ｂの入口でトナー及び
中間転写体５は室温の記録材と当接するため、急激に温
度が低下する。トナーが記録材と接触した瞬間のトナー
温度がトナー軟化点温度より低いと、トナーと記録材と
の界面に働く接着力が十分でないため定着不良が発生す
る。このため、記録材と接触した瞬間のトナー温度が少
なくともトナー軟化点温度以上となるように、電磁誘導
加熱装置１２による加熱量を制御する必要がある。その
後、転写定着領域Ｂの出口に進むにしたがってトナー温
度は下がり続け、トナー軟化点温度以下まで低下する。
転写定着領域Ｂの出口では、導電層５ｂとトナーの温度
はほぼ平衡に近い温度になっている。

【００６１】このように本実施形態の画像記録装置で
は、電磁誘導加熱装置１２と対向する加熱領域Ａにおい
て、電磁波を吸収する中間転写体５の導電層の近傍だけ
が加熱され、転写定着領域Ｂにおいては、加熱領域Ａで
加熱溶融したトナーが室温の記録材と加圧接触すること
によって転写と同時に定着される。中間転写体５はごく
表面が加熱されているだけなので、中間転写体５の温度
は転写定着直後に急激に低下する。このため、装置内で
の熱の蓄積は極めて少なくなる。

【００６２】一方、転写定着を同時に行う従来の画像記
録装置では、装置を連続して使用した場合に熱の蓄積が
起こり、それに伴う装置の温度上昇が顕著になり、感光
ドラムの電位特性が不安定になる。特に、帯電電位の低
下が顕著になり、トナー画像形成方法として例えば反転
現像を用いた場合には、バックグランド部に地かぶりが
発生するようになり、画質の劣化が顕著になる。また、
装置の温度上昇により現像装置付近でトナーが溶融し、
クリーニングブレードなどに固着するといった現象も見
られる。これに対し、本実施形態の画像記録装置では、
連続使用時の装置内の温度上昇は従来方式に比べてはる
かに少なく、感光ドラムやトナー等の特性が変化するこ
とがない。このため、長時間の使用によっても画質劣化
はほとんど見られず、高画質の画像が安定して得られ
る。特にこの効果はカラー画像を形成する際に顕著であ
る。

【００６３】以上のことから、本実施形態の画像記録装
置では、具体的に次に示すような利点がある。電磁誘導
加熱装置により中間転写体の表面近傍を直接加熱するの
で、中間転写体の基層の熱伝導率、熱容量に左右されず
に、急速に加熱することができる。また、中間転写体の
厚さに依存しないので、高速化のために中間転写体の剛
性を上げる必要がある場合、中間転写体の基層（基材）
を厚くしてもトナーを迅速に定着温度にまで加熱でき
る。

【００６４】中間転写体の基層は低熱伝導性の樹脂のた
め断熱性がよく、連続プリントを行っても熱のロスが少
ない。また、画像の存在しない領域、例えば連続して送
られる記録材の間の非画像部が加熱領域Ａを通過する場
合などは、励磁回路を制御することにより、無駄な加熱
を停止することも可能であり、これらのことと相まって
エネルギー効率が非常に高くなる。そして、熱効率が向
上した分、装置内の昇温も抑えられて、感光ドラムの特
性変化やクリーニング部材へのトナーの固着等も防止で
きる。

【００６５】なお、上記実施形態では、４色のトナー像
がすべて中間転写体上に転写された後に電磁誘導加熱装
置によりトナー像を加熱溶融した例を示したが、各トナ
ー像が一色づつ一次転写された後に加熱溶融し、中間転
写体上にトナーの仮定着を行ってもよい。このような方
式により、一次転写後に、４色の重ね合わされたトナー
像が乱れるのを防止できるとともに、画像のレジストや
倍率を精度良く合わせることができるといった利点があ
る。

【００６６】上記実施形態では、一次転写部Ｘにおける
転写方法として、絶縁性の誘電層を有するバイアス印加
ローラを用い、トナー像を静電的に中間転写体上に転写
する静電転写方法を用いたが、弾性を有する耐熱性の中
間転写体を用い、該中間転写体の内側から一次転写ロー
ラを感光ドラムに押圧し、トナー像を中間転写体上に転
写する粘着転写等を用いてもよい。その際、転写後の感
光ドラム上に若干トナーが残留するので、除電装置及び
クリーニング装置により残留トナーを除電、クリーニン
グする必要がある。

【００６７】< 第２の実施形態 >図６は、請求項１、請
求項２、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は
請求項９に記載の発明の一実施形態である画像記録装置
を示す概略構成図である。この画像形成装置は、図１に
示す装置と同様に、感光ドラム３１、帯電装置３２、レ
ーザースキャナ３３、回転式現像装置３４、クリーニン
グ装置３７、露光ランプ３８、加圧ローラ４１、給紙ユ
ニット４５、給紙ローラ４６、レジストローラ４７、記
録材ガイド４８等を有しているが、図１に示すベルト状
の中間転写体５に代えて、ロール状の中間転写体３５が
設けられている。また、中間転写体３５のトナー像搬送
方向における二次転写部Ｙの上流側には、中間転写体３
５の外周面と近接対向するように電磁誘導加熱装置４２
が設けられている。

【００６８】上記中間転写体３５は、図７に示すよう
に、多孔質セラミックスからなる断熱性の基材ロール３
５ａの上に、厚さ５μｍのニッケルメッキ層を積層した
導電層３５ｂと、さらにその上に厚さ３０μｍのシリコ
ーンゴムを被覆した離型層３５ｃと、最も上層となる厚
さ２０μｍのポリイミド製の耐熱性樹脂層３５ｄとを備
えている。

【００６９】上記電磁誘導加熱装置４２は、図３に示す
装置と同様に、励磁コイルに励磁回路から交流電流を印
加することで、中間転写体３５の導電層３５ｂを電磁誘
導加熱により発熱させることができるものである。な
お、この画像記録装置の他の構成は、図１に示す画像記
録装置と同じである。

【００７０】このような画像記録装置では、電磁誘導加
熱装置４２により導電総３５ｂを有する中間転写体３５
の表面近傍だけが加熱されるので、中間転写体３５上の
トナーはほぼ瞬時に加熱され溶融される。さらに、中間
転写体３５が局所的にしか加熱されていないために、溶
融したトナーが二次転写部Ｙで室温の記録材の接触する
と急激に冷却される。つまり、溶融したトナーは、二次
転写部Ｙのニップで記録材と圧接されることにより瞬時
に転写定着され、その後ニップの出口に向かって搬送さ
れる間に冷却される。ニップの出口では、トナーの温度
は十分に低くなっており、トナーの凝集力が大きいた
め、オフセットを生じることなくトナー像はそのままほ
ぼ完全に記録材上に転写定着される。

【００７１】上記電磁誘導加熱装置４２では、中間転写
体３５の表面近傍を迅速に選択的に加熱することができ
るため、中間転写体が熱容量の大きいロールである場合
でも、トナー像を軟化点温度まで迅速に加熱することが
できる。このため、非常に熱効率のよい画像記録装置を
実現できる。

【００７２】< 第３の実施形態 >図８は、請求項１、請
求項２、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は
請求項８に記載の発明の他の実施形態である画像記録装
置を示す概略構成図である。この画像記録装置は、周面
が周回移動する無端ベルト状の中間転写体５５を備えて
おり、この中間転写体５５と対向する位置に、それぞれ
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形
成する４台の画像形成ユニット５７Ｙ，５７Ｍ，５７
Ｃ，５７Ｋが配設されている。各画像形成ユニットは、
図１に示す装置と同様に、表面に静電潜像が形成される
感光ドラム５１と、感光ドラム表面をほぼ一様に帯電す
る帯電装置５２と、感光ドラムにレーザー光を照射して
潜像を形成する露光装置５３と、感光ドラム上の潜像に
トナーを選択的に転移させてトナー像を形成する現像装
置５４と、中間転写体５５を挟んで感光ドラム５１と対
向するように配置され、感光ドラム上のトナー像を中間
転写体５５上に転写する一次転写ロール５６とを備えて
いる。

【００７３】上記中間転写体５５の内側には、二次転写
ロール５８と、駆動ロール５９と、テンションロール６
０とが配置されており、これらによって中間転写体５５
が周回可能に張架されている。また、中間転写体５５の
周回方向における各画像形成ユニットの下流側には、中
間転写体５５を二次転写ロール５８側に押圧する加圧ロ
ール６１を備えており、中間転写体５５と加圧ロール６
１とが圧接される二次転写部Ｙに、図示しない搬送手段
により記録材Ｐが送り込まれるようになっている。中間
転写体５５の構成は、図２に示すものと同様に、基層、
導電層及び表面離型層との３層構造からなっている。

【００７４】また、中間転写体５５の周回方向における
二次転写部Ｙの上流側には、中間転写体５５上に転写さ
れたトナー像を加熱する電磁誘導加熱装置６２が設けら
れている。この電磁誘導加熱装置６２は、図３に示す装
置と同様に、励磁コイル７２、励磁回路７３等を備えて
おり、中間転写体５５の導電層を電磁誘導加熱により発
熱させるようになっている。

【００７５】このような画像記録装置では、画像情報は
シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラ
ック（Ｋ）の４色の像に分解され、各画像形成ユニット
５７Ｙ，５７Ｍ，５７Ｃ，５７Ｋにより、感光ドラム５
１上にそれぞれ異なる色のトナー像が形成される。中間
転写体５５は一定方向に循環移動しており、一次転写部
Ｘにおいて感光ドラム５１からトナー像が転写される。
４台の画像形成ユニットからトナー像が順次転写された
後、重ね合わされた４色のナー像は中間転写体５５の移
動により電磁誘導加熱装置６２と対向する加熱領域Ａに
搬送される。

【００７６】この加熱領域Ａでは、中間転写体５５上の
４色のトナー像が、電磁誘導加熱による導電層の発熱に
より溶融される。そして、溶融したトナーは二次転写部
Ｙで室温の記録材と圧接され、トナー像が記録材に瞬時
に浸透して転写定着されるとともに、トナー像はニップ
の出口に向かって搬送される間に冷却される。ニップの
出口では、トナーの温度は十分に低くなっており、トナ
ーの凝集力が大きいため、オフセットを生じることなく
トナー像はそのままほぼ完全に記録材上に転写定着され
る。

【００７７】上記のような４つの画像形成ユニットを配
列したタンデム方式の装置では、図１に示すように１つ
の感光ドラムを４サイクルする方式に比べて約４倍の生
産性を有しており、高速でカラー画像を得ることが可能
である。しかし、４サイクル方式の場合は記録材への転
写定着は４サイクルに１度であるが、タンデム方式では
連続して記録材が送られてくるため、中間転写体への熱
負荷が大きくなり、感光ドラムを昇温させるという問題
を発生し易くなる。このため、従来のタンデム方式の装
置では、なかなかこの問題を解決することができなかっ
た。しかし、本実施形態の画像記録装置では、電磁誘導
加熱装置６２により中間転写体５５を局所的かつ選択的
に加熱できるため、高速で画像を形成しても熱の蓄積が
生じにくいといった利点がある。また、中間転写体５５
上のトナー像を迅速に加熱することができるため、消費
エネルギーを低く抑えることができる。

【００７８】< 第４の実施形態 >図９は、請求項１、請
求項２、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７、請
求項８、請求項１０又は請求項１１に記載の発明の一実
施形態である画像記録装置で用いられる電磁誘導加熱装
置を示す概略構成図である。本実施形態の画像記録装置
は図１に示す画像記録装置とほぼ同じ構成であるが、電
磁誘導加熱装置を図９に示す装置に置き換えたものであ
る。

【００７９】この電磁誘導加熱装置８２は、磁場発生手
段としての鉄心９１及び励磁コイル９２を、長手方向す
なわち中間転写体の移動方向と交差する方向において、
第１〜第３の励磁コイルユニット８２ａ，８２ｂ，８２
ｃに分割して構成したものである。図中に示す符号Ｋ
は、記録材が通過する片側通紙基準線を示している。図
中に示す符号Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 は、この片側通紙基準線
を基準として、大・中・小の３種のサイズ幅の記録材が
通過する各通紙領域を示しており、Ｐ1 ＞Ｐ2 ＞Ｐ3 の
関係にある。第１〜第３の励磁コイルユニット８２ａ，
８２ｂ，８２ｃの総長が大サイズの記録材の通紙領域Ｐ
1 にほぼ相当し、第１と第２の励磁コイルユニット８２
ａ，８２ｂの総長が中サイズの記録材の通紙領域Ｐ2 に
ほぼ相当し、第１の励磁コイルユニット８２ａの総長が
小サイズの記録材の通紙領域Ｐ3 にほぼ相当している。

【００８０】第１〜第３の励磁コイルユニットの各励磁
コイル９２ａ，９２ｂ，９２ｃに対する通電は、通紙さ
れる記録材のサイズ幅に応じて独立にＯＮ及びＯＦＦが
選択されるようになっている。すなわち、第１〜第３の
励磁コイルユニット８２ａ，８２ｂ，８２ｃと対向する
中間転写体上の領域での画像の有無をセンサー（図示せ
ず）等で検出することによって、大サイズの記録材では
すべての励磁コイル９２ａ，９２ｂ，９２ｃが通電さ
れ、中サイズの記録材では２つの励磁コイル９２ａ，９
２ｂが通電され、小サイズの記録材では１つの励磁コイ
ル９２ａが通電されるように制御されている。

【００８１】このような電磁誘導加熱装置８２では、分
割した励磁コイルユニットを用いることにより、小サイ
ズの記録材の通紙時に消費電力を削減することができ、
装置内の昇温を抑えることができる。このため、感光ド
ラムへの熱的な影響を低減できるといったメリットを有
している。また、従来では、画像の分布領域に関係な
く、常に全面に形成されたトナー像を転写定着するのに
必要なエネルギーと同等のエネルギーを消費していたの
に対し、本実施形態では、分割した励磁コイルユニット
により非画像部への通電が停止されるため、形成される
画像に応じて電力を供給でき、消費電力を更に削減でき
るといったメリットがある。

【００８２】< 第５の実施形態 >図１０は、請求項１、
請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又
は請求項９に記載の発明の一実施形態である画像記録装
置を示す概略構成図である。この画像記録装置は、記録
ドラム上で現像したトナー像を一次転写せずに、記録ド
ラムから直接記録材に転写定着する方式であり、潜像形
成手段としてイオノグラフィーが用いられている。この
装置は、記録ドラム１０１の周囲に、該記録ドラム１０
１の表面をほぼ一様に帯電する帯電装置１０２と、この
記録ドラムにコロナイオン流を作用させて潜像を形成す
る記録ヘッド１０３と、記録ドラム１０１に形成された
潜像をトナーの付着により現像する現像装置１０４と、
現像されたトナー像を加熱により溶融する電磁誘導加熱
装置１０５と、溶融したトナー像を記録材ガイド１０８
に沿って給紙された記録材に圧接させる加圧ローラ１０
６と、記録材を記録ドラム１０１から剥離する剥離爪１
０９と、記録ドラム１０１上のトナーを清掃するクリー
ニング装置１０７とを備えている。

【００８３】上記記録ドラム１０１は、表面のトナー像
が直接加熱により溶融されるため、耐熱性とトナー離型
性とが要求されており、これらを満足するために絶縁性
の記録ドラムが採用されている。本実施形態では、図１
１に示すように、基材ロール１０１ａの周面上に断熱層
１０１ｂと、その上に積層された厚さ１μｍ〜５０μｍ
のベース層１０１ｃと、さらにその上に積層された厚さ
１μｍ〜５０μｍの導電層１０１ｄと、最も上層となる
厚さ１μｍ〜１００μｍの記録層１０１ｅとを備えてい
る。断熱層１０１ｂには、例えば有機材料又は無機材料
からなる発砲体、セラミックス、セルロースなど、熱伝
導率が５×１０^-4cal/sec・cm・sec以下のものが用いられ
る。ベース層１０１ｃには、例えばポリイミド、ポリア
ミドイミドなどが用いられる。導電層１０１ｄには、例
えばニッケル、鉄、コバルト、アルミニウム、銅など、
固有体積抵抗率が１．５×１０^-8Ωｍ以上のものが用い
られる。記録層１０１ｅには、例えばポリテトラフルオ
ロエチレン（誘電率２〜３）及び他のフルオロカーボン
重合体、シリコーンゴム（誘電率２．６〜３．３）な
ど、抵抗率が１０¹²Ω・ｃｍ以上で誘電率が１．５〜４
０のものが用いられる。

【００８４】上記加圧ローラ１０６は、シリコーンゴ
ム、フッ素ゴムなどの耐熱性弾性体が被覆された弾性ロ
ーラである。上記記録ヘッド１０３は、画素ごとに針状
電極（本実施形態では３００ｄｐｉのピット程度）を多
数配列し、該針状電極から画像信号に応じて選択的に放
電を生じさせるスタイラス方式のものであり、この放電
により生じるイオン流を記録ドラムに付着させることに
よって静電潜像を形成するようになっている。なお、こ
の画像記録装置の他の構成は図１に示す画像記録装置と
同じである。

【００８５】この画像記録装置では、記録ドラム１０１
は帯電装置１０２によりほぼ一様に帯電された後、記録
ヘッド１０３からのイオン流の射出により記録ドラム上
に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置１０４
によって現像される。その後、電磁誘導加熱装置１０５
により記録ドラム１０１の導電層１０１ｄが発熱され、
記録ドラム上のトナー像が加熱により溶融される。溶融
したトナー像は、加圧ロール１０６により室温の記録材
と圧接され、記録材上にトナー像が転写されると同時に
定着される。

【００８６】このような画像記録装置では、電磁誘導加
熱装置１０５によって記録ドラム１０１が局所的に加熱
されるため、装置全体の消費エネルギーを削減すること
ができる。また、この方式では中間転写体を用いていな
いため、画像記録の工程が簡素化され、装置の小型化が
達成されるといったメリットを有する。

【００８７】なお、画像データに応じてイオン流を射出
する記録ヘッドとしては、様々な方式のものがある。上
記記録ヘッド１０３に代えて、例えば、イオン発生室内
におけるコロナ放電によって生じたイオンを、画像デー
タに基づいて微細なノズルからイオン流として射出する
イオンプロジェクション方式などを用いることもでき
る。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明に係る画
像形成装置では、トナー像担持搬送体の周面近傍に設け
た電磁誘導発熱層に変動磁界を作用させ、この電磁誘導
発熱層に発生する渦電流による発熱によって熱エネルギ
ーを付与しているので、トナー像担持搬送体の周面近傍
を選択的に加熱してトナー像を溶融することができ、ト
ナー像担持搬送体の昇温に伴う装置内の熱の蓄積を防止
することができる。このため、トナー像担持搬送体の特
性変化を生じることなく、安定した出力画像を得ること
ができる。また、熱エネルギーの利用効率が非常に優れ
るため、装置全体の消費エネルギを削減することがで
き、限られた電力で高速の画像形成を行うことが可能と
なる。また、ウォームアップタイムが実質的になくなる
ため、従来のような、装置の待機時に加熱部材を設定温
度に維持するために投入していた電力を省略することが
できる。また、転写定着時に記録材が冷却部材として作
用し、トナー像担持搬送体の温度が急激に低下するの
で、大がかりな冷却装置を設ける必要がなくなり、装置
全体の小型化が可能となる。また、記録材の加熱量が少
ないため、転写定着性が記録材の厚みや熱容量にほとん
ど影響されず、装置の条件設定が容易となり、また記録
材のカールやしわ等の発生も少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態である画像記録装置を
示す概略構成図である。

【図２】上記画像記録装置で用いられる中間転写体を示
す概略断面図である。

【図３】電磁誘導加熱装置による中間転写体の加熱原理
を示す説明図である。

【図４】上記画像記録装置で用いられるトナーの軟化点
温度の測定方法を説明する図である。

【図５】上記画像記録装置の加熱領域及び転写定着領域
におけるトナーの温度変化を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施形態である画像記録装置を
示す概略構成図である。

【図７】図６に示す画像形成装置で用いられる中間転写
体の概略断面図である。

【図８】本発明の第３の実施形態である画像記録装置を
示す概略構成図である。

【図９】本発明の第４の実施形態である画像記録装置で
用いられる電磁誘導加熱装置を示す概略構成図である。

【図１０】本発明の第５の実施形態である画像記録装置
を示す概略構成図である。

【図１１】図１０に示す画像記録装置で用いられる記録
ドラムの概略断面図である。

【符号の説明】

１、３１、５１、１０１感光ドラム２、３２、５２、１０２帯電装置３、３３レーザースキャナ４、３４、５４、１０４現像装置５、３５、５５中間転写体６、５６一次転写ローラ７、３７、１０７クリーニング装置８、３８除電ランプ９テンションローラ１０駆動ローラ１１、４１、６１加圧ローラ１２、４２、６２、８２電磁誘導加熱装置１３、４３ミラー１４、４４トナーホッパー１５、４５給紙ユニット１６、４６給紙ローラ１７、４７レジストローラ１８、４８記録材ガイド２１、９１鉄心２２、７２、９２励磁コイル２３、７３励磁回路５３露光装置５７画像形成ユニット５８二次転写ローラ５９駆動ローラ６０テンションローラ１０３記録ヘッド１０５電磁誘導加熱装置１０６加圧ロール１０８給紙ガイド１０９剥離爪

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無端状の周面上にトナー像を担持し、
該周面の周回移動により、前記トナー像を搬送するトナ
ー像担持搬送体を有し、前記トナー像を記録材に転写
し、定着する画像記録装置において、前記トナー像担持搬送体は、周回移動される無端状の周
面近くに、電磁誘導電流によって発熱する電磁誘導発熱
層を有するものであり、前記トナー像担持搬送体の電磁誘電発熱層を貫く変動磁
界を発生し、渦電流によって該電磁誘導発熱層を発熱さ
せる電磁誘導加熱装置と、前記トナー像担持搬送体の周回方向における前記電磁誘
導加熱装置が設けられた位置の下流側に、非加熱状態の
記録材を供給する給紙装置と、前記電磁誘導発熱層の発熱により加熱され、溶融した前
記トナー像担持搬送体上のトナー像に、前記記録材を圧
接し、該記録材へ前記トナー像を転写するとともに定着
する加圧装置とを有することを特徴とする画像記録装
置。
【請求項２】請求項１に記載の画像記録装置におい
て、静電電位の差による潜像が形成される像担持体と、前記潜像にトナーを転移してトナー像を形成する現像装
置とを有し、前記トナー像担持搬送体は、前記像担持体上で形成され
たトナー像が一旦転写される中間転写体であることを特
徴とする画像記録装置。
【請求項３】請求項１に記載の画像記録装置におい
て、前記トナー像担持搬送体は、周面上に静電電位の差によ
る潜像が形成され、この潜像にトナーを転移することに
よって形成されたトナー像を担持し、搬送する像担持体
であることを特徴とする画像記録装置。
【請求項４】請求項１に記載の画像記録装置におい
て、前記トナー像担持搬送体に前記記録材が圧接されるニッ
プ部の入口で、前記トナー像担持搬送体上のトナーが溶
融状態で前記記録材に付着する温度以上となるように、
前記電磁誘導加熱装置の出力が設定されており、前記ニップ部の出口では、前記トナー像担持搬送体と前
記記録材との間でトナーの流動性が低下して全量が前記
記録材に付着する温度まで降下するように、前記電磁誘
導加熱装置による加熱温度およびトナーのニップ部通過
所要時間が設定されていることを特徴とする画像記録装
置。
【請求項５】請求項１に記載の画像記録装置におい
て、前記トナー像担持搬送体に前記記録材が圧接されるニッ
プ部の入口で、前記トナー像担持搬送体上のトナーの記
録材に圧接された直後における温度が、下記に定義され
るトナー軟化点温度以上であり、前記ニップ部の出口で
は、トナー温度が、前記トナー軟化点温度以下となるよ
うに、前記電磁誘導加熱装置による加熱温度およびトナ
ーのニップ部通過所要時間が設定されていることを特徴
とする画像記録装置。トナー軟化点温度の定義：１〜３
ｇのトナーに断面積１．０ｃｍ² で２０Ｋｇの押し出し
荷重を作用させるとともに、初期設定温度７０°Ｃで３
００秒予熱後、６°Ｃ／分で等速昇温し、直径０．２ｍ
ｍ，長さ１．０ｍｍのノズルから流出する溶融トナー量
が全量の１／２となった温度
【請求項６】請求項１に記載の画像記録装置におい
て、前記トナー像担持搬送体に前記記録材が圧接されるニッ
プ部を任意の点が通過する所要時間が５０ｍｓ以上とな
るようにニップ部の幅および前記トナー像担持搬送体の
周回速度が設定されていることを特徴とする画像記録装
置。
【請求項７】請求項１に記載の画像記録装置におい
て、前記電磁誘導発熱層の層厚は、１μｍ〜５０μｍである
ことを特徴とする画像記録装置。
【請求項８】請求項１に記載の画像記録装置におい
て、前記トナー像担持搬送体は、ロール状部材又は無端状ベ
ルトであり、無端状の周面を形成する部材が、基層と、
その上に積層された電磁誘導発熱層と、最も上層となる
離型層とを有し、該離型層は、トナーを挾んで前記記録材が圧接されたと
きに、弾性変形を生じる材料で形成されていることを特
徴とする画像記録装置。
【請求項９】請求項１に記載の画像記録装置におい
て、前記トナー像担持搬送体は、ロール状部材又は無端状ベ
ルトであり、無端状の周面を形成する部材が、基層と、
その上に積層された電磁誘導発熱層と、さらにその上に
積層された弾性体層と、最も上層となる離型層とを有す
ることを特徴とする画像記録装置。
【請求項１０】請求項１に記載の画像記録装置にお
いて、前記電磁誘導加熱装置は、磁性材料からなるコアと、こ
のコアに巻き回された励磁コイルとを有し、前記励磁コイルは、前記記録材の複数のサイズに対応し
た範囲に分割して巻き回されていることを特徴とする画
像記録装置。
【請求項１１】請求項１に記載の画像記録装置にお
いて、前記電磁誘導加熱装置は、磁性材料からなるコアと、こ
のコアに巻き回された励磁コイルとを有し、前記励磁コ
イルに供給される電流が、前記トナー像担持搬送体上の
トナー像が転写された範囲と対向するときにＯＮ状態と
し、トナー像が転写されていない範囲と対向する時にＯ
ＦＦ状態とするように制御されるものであることを特徴
とする画像記録装置。