JP2003091201A

JP2003091201A - 画像形成装置および定着装置

Info

Publication number: JP2003091201A
Application number: JP2001283734A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kiuchi; 豊木内; Toru Inoue; 井上　　徹; Yuichi Fukuda; 雄一福田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2003-03-28
Also published as: US6810228B2; CN1262895C; CN1409176A; US20030063930A1

Abstract

(57)【要約】【課題】像担持体ベルトを用いる転写定着同時方式の画
像形成装置、および定着ベルトを用いる定着装置におい
て、印刷用両面塗工紙など透気度が高い記録媒体を用い
る場合にも、剥離ブリスターのない高画質な画像を得
る。【解決手段】像担持体と、加熱手段と、加圧する加圧手
段とを備える画像形成装置において、加圧手段により記
録媒体と像担持体とが加圧される加圧位置から記録媒体
が像担持体から剥離される剥離位置までの間において像
担持体の移動方向に沿って像担持体に重ね合わされた記
録媒体を支持しながら像担持体と同一の方向に移動する
記録媒体支持体と、記録媒体が記録媒体支持体に支持さ
れて移動する途中の位置で記録媒体支持体および像担持
体を挟んで押圧することにより像担持体に記録媒体を密
着させる押圧密着手段とを備えた。

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、プリン
タ、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置お
よびその定着装置に関し、詳しくは転写定着同時方式の
画像形成装置およびその定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、感光体上に静電潜像を形成し、そ
れを乾式トナーで現像した後、静電的にそのトナー像を
記録媒体に転写し、定着する画像形成方法が広く用いら
れている。このような画像形成方法においては、記録媒
体である紙の表面の凹凸のために、紙と感光体が完全に
密着せず、不均一なギャップが生じて転写電界が乱れた
り、トナー相互間にクーロン反発力が生じたりするた
め、画像が乱れるなどの問題を抱えている。

【０００３】この問題を解決するため、色の異なる複数
のトナー像を中間転写体上に多重転写する際には静電界
を利用するが、中間転写体上の多色のトナー像を記録媒
体上に再転写する際には熱を利用し、溶融した中間転写
体上の多重トナー像を記録媒体に転写と同時に定着する
ことによりカラーコピーを得る画像形成方法や、無端ベ
ルト状の感光体上に形成されたトナー像を加熱溶融し、
溶融したトナー像を記録媒体に転写定着することにより
画像を得る画像形成方法が考案されている。

【０００４】これらの画像形成方法では、トナー像を記
録媒体上に転写する際には熱により非静電的に行うの
で、転写電界の乱れやクーロン反発力等による画質の劣
化は生じにくくなる。

【０００５】さらに、そのような転写同時定着による非
静電的な画像形成方法においては、ＵＳＰ２９９０２７
８号公報、特開平５−１９６４２号公報、特開平５−１
０７９５０号公報、特開平５−２４９７９８号公報に開
示されているように、中間転写体や感光体などの像担持
体上のトナー像を記録媒体へ良好に転移させるために、
像担持体と記録媒体とを密着させて加熱加圧した後、像
担持体と記録媒体とを密着させたまま冷却して、間に挟
まれたトナー像を固化するとともに記録媒体に定着さ
せ、その記録媒体に定着したトナー像を後像担持体から
剥離する方法が考案されている。

【０００６】この方法は、記録媒体に浸透したトナー相
互間の凝集力がトナーと像担持体との間の接着力より大
きくなった後、トナーと像担持体とを分離するので、ト
ナーの一部が像担持体上に残るいわゆるオフセットが防
止できるため、オイルレス化が可能となる上、トナーの
転写効率が向上し色バランスのよい画像が得られる。さ
らに、トナーが像担持体の表面に沿って固化するため、
均質な光沢感とトナーの透明性に優れた、高級感のある
高画質な画像を得ることができる。

【０００７】しかしながら、高画質な画像を得るために
は、転写同時定着した後も中間転写体と記録媒体とを密
着させたまま冷却する必要がある。記録媒体と中間転写
体との間に挟まれたトナーが冷却されて固化する前に中
間転写体から剥れると、その剥れた部分のトナーは、中
間転写体または感光体の表面にならって固化せずに凸凹
ができるため、光沢が低下する。そのため、密着した部
分と剥れた部分との間に光沢の差が生じ、画像全体とし
て光沢むらが生じるため画質が著しく悪化する。特に、
記録媒体が印刷用両面塗工紙のように通気性が低い場
合、すなわち透気度が高い場合にはこの剥れが生じる。
その原因は、塗工紙中の水分が加熱によって気化膨張
し、塗工層を通って塗工紙外部に抜け出るが、そのうち
の中間転写体側に抜けた出た水蒸気が中間転写体と塗工
紙の塗工層との間にたまり、この水蒸気圧により中間転
写体から塗工紙が剥れるためである。以下、この現象を
剥離ブリスターと称する。

【０００８】図１は、剥離ブリスターの発生状況を示す
図である。

【０００９】図１において、４角形状のトナー画像１１
０が４つ、わずかに間隔を開けて配置されており、４つ
配置されたトナー画像１１０の中心部分にある非画像部
（用紙部）を中心に剥離ブリスター１１１が発生してい
る。

【００１０】図２および図３は、剥離ブリスターが発生
するメカニズムを示す図である。

【００１１】図２に示すように、用紙１２は、トナー画
像１１０を担持する中間転写ベルト１１３に重ね合わさ
れ、図示しない加熱加圧部において加熱および加圧され
る。すると、用紙１１２内部に含有されている水分１１
４は加熱されて気化する。

【００１２】図３に示すように、気化した水分（水蒸
気）１１４ａは、用紙１１２内部から外部に抜けようと
する。このとき、透気度が小さい、空気を通しやすい用
紙であれば、用紙の裏面より抜けてしまうが、透気度が
大きい、たとえば印刷用両面塗工紙の場合には、水蒸気
１１４ａが用紙１１２の両面から比較的緩やかに抜け
る。すると、中間転写ベルト１１３側に抜け出た水蒸気
１１４ａは、トナー画像１１０が形成されていない領域
に溜まり、この水蒸気圧が大きくなって用紙１１２を変
形させながら、中間転写ベルト１１３から用紙１１２を
剥離させ、剥離ブリスター１１１が発生する。

【００１３】剥離ブリスター１１１に類似した、ペーパ
ーブリスターと呼ばれる現象は、塗工紙の塗工層に閉じ
込められた水蒸気１１４ａが塗工紙中にたまるため、用
紙内部がふくれて紙繊維が破壊されるものであり、印刷
や、従来から多用されている定着方式においてしばしば
見受けられた現象である。

【００１４】ペーパーブリスターに対しては、塗工層表
面の中心線平均粗さを２０μｍ以下に調整し、かつ透気
度を４０００秒以下に調整したり（特開昭６２−１９８
８７６号公報、特公平５−８２９４０号公報）、特定の
透気度を有する原紙の両面に透湿度を５０〜５００（ｇ
／ｍ²×２４時間）の範囲に調整した、水蒸気透過性の
良好な、塗工量２〜５（ｇ／ｍ²）の塗工層を設ける
（特開平１−２４５２６５号公報）など、用紙自体の透
気度を調整する技術が考案されている。

【００１５】しかしながら、剥離ブリスターはペーパー
ブリスターよりも発生が極めて容易であり、ペーパーブ
リスターの発生を抑えるため透気度を調整した塗工紙の
場合であっても剥離ブリスターは発生し得る。また近年
は、電子写真方式の画像形成装置においても紙種の非依
存性が求められ、特にオンデマンドパブリッシングをは
じめとする軽印刷分野のニーズを満たすためには印刷用
両面塗工紙への適合性が必須であり、上述した手段では
剥離ブリスターを解決する適切な手段とはならない。

【００１６】一方、加熱および加圧後、トナー像を間に
挟んだ記録媒体と像担持体とを、表面が凸状に湾曲した
冷却部材に摺接させて冷却し、かつ冷却部材に対抗して
配備する押圧部材で押圧することにより、トナー像を挟
んだ像担持体と記録媒体とを密着させるとともに、密着
状態の像担持体と記録媒体とを冷却してトナー像を固化
し、像担持体と記録媒体とのずれや剥がれ、または浮き
を防止するとともに、オフセットや画像むら、光沢むら
の発生を防ぐ技術が考案され、特開平９−３３０００６
号公報等に開示されている。

【００１７】この構成によれば、像担持体と記録媒体と
のずれや剥がれ、浮きなどの機械的な変形を防止するこ
とは可能である。

【００１８】しかし、剥離ブリスターは、用紙中の水分
の気化が原因であるため、加熱加圧部を通過した直後は
温度が高く、像担持体と記録媒体の間に水蒸気が比較的
多量に抜き出て用紙を変形させるので、特開平９−３３
０００６号公報に開示された、冷却部材に対向して配備
された押圧部材に到達したときには、すでに多量に水蒸
気が抜き出て用紙を変形させており、押圧部材により、
抜き出た水蒸気を押し戻すとともに用紙の変形を修正し
た上、像担持体と記録媒体を密着状態に戻すことは困難
である。すなわち、密着状態に戻すには、充分な押圧力
が必要であるが、押圧部材による押圧は像担持体に摺接
する冷却部材に対抗してなされるものであるため、充分
な押圧力を加えると負荷が過大になるため駆動制御が不
能になったり、像担持体を摩耗させ長寿命化を妨げると
いう問題がある。

【００１９】これを回避しつつ、剥離ブリスターの発生
を防止するため、特願平１１−３４８７７０号公報に
は、冷却部材の上流側に配置した２つのロール状の部材
からなる押圧部で像担持体と記録媒体とを挟み込み、像
担持体と記録媒体とを密着状態に戻す技術が開示されて
いる。

【００２０】この技術によれば、押圧は従動する対抗部
材に対するものであるため、密着状態に戻すのに必要な
圧力を加えた場合にも、駆動制御が不能となったり、像
担持体が磨耗するといった問題を回避することは可能で
ある。

【００２１】しかしながらこの技術によっても、多量に
抜き出てしまった水蒸気を押し戻し、用紙の変形を修正
した上で密着状態に戻すことは困難であり、たとえ密着
状態に戻すことはできても、密着当初の密着位置と一旦
剥れた後に再密着した密着位置とのずれが生じ画像がず
れたり、用紙の変形跡が残るなどの問題が起こりやす
い。また、押圧部を通過した直後に、像担持体と記録媒
体の温度が下がっていない場合は、押圧部を通過した後
に、再び水蒸気による剥離ブリスターが発生してしま
う。

【００２２】一方、特開平５−１４２９５９号公報に
は、加熱ローラと表面側剥離ローラとを内包する無端ベ
ルトと、加圧ローラと裏面側剥離ローラとを内包する無
端ベルトとによって、未定着トナー像を担持した用紙を
表裏両面から挟んで重ね合わせ、用紙が担持するトナー
像を、加熱ローラと加圧ローラとで加熱、加圧し、無端
ベルトに重ね合わせた状態のまま冷却して用紙上に定着
させ、対向する２つの剥離ローラの位置で無端ベルトか
ら用紙に定着したトナー像を剥離することにより、両面
プリントの場合に表裏両面に対して高グロスな画像を得
るベルト定着器に関する技術が開示されている。この開
示された技術によれば、加熱加圧位置から剥離位置まで
の間に重ね合わせた状態の無端ベルトの一方からＲのつ
いた部材をあて、無端ベルトの張力により記録媒体と定
着ベルトとの間の密着状態をつくることにより用紙のし
わの発生を防止している。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−１４２９５９号公報で開示されたベルト定着器を用
いて印刷用両面塗工紙にプリントすると、剥離ブリスタ
ーによる用紙の変形跡はほとんど認められないが、依然
として光沢むらが残っている。

【００２４】これは、加熱加圧部を通過した直後に無端
ベルトと記録媒体の間に水蒸気が抜き出るが、無端ベル
ト裏面側の剛性により用紙の変形は最小限に抑えられて
抜き出る水蒸気の量も限定的となるが、無端ベルトと記
録媒体との間にはわずかではあるが隙間が発生するため
であると考えられる。したがって、特開平５−１４２９
５９号公報に開示された、ベルトの張力による効果だけ
では、隙間に抜き出た水蒸気を押し戻し、ベルトから剥
れた記録媒体を密着状態に戻し、トナー画像の光沢むら
を修正するには不充分である。

【００２５】本発明は上記事情に鑑み、ベルト状の像担
持体を用いる転写定着同時方式の画像形成装置、および
ベルト状の定着部材を用いる定着装置において、印刷用
両面塗工紙など透気度が高い記録媒体を用いる場合に
も、剥離ブリスターのない高画質な画像を得ることがで
きる画像形成装置、および、定着装置を提供することを
目的とする。

【００２６】

【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、トナー像を担持して所定の移動
方向に移動する像担持体と、該像担持体を加熱すること
により該像担持体上のトナー像を溶融する加熱手段と、
上記加熱手段により溶融された上記トナー像を間に挟ん
だ状態に記録媒体を上記像担持体に重ね合わせ、重ね合
わされた記録媒体と像担持体とを加圧する加圧手段とを
備え、上記加圧手段により加圧された後の、トナー像が
定着された記録媒体を上記像担持体から剥離することに
より該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置におい
て、上記加圧手段により上記記録媒体と上記像担持体と
が加圧される加圧位置から上記記録媒体が上記像担持体
から剥離される剥離位置までの間において上記像担持体
の上記移動方向に沿って上記像担持体に重ね合わされた
記録媒体を支持しながら該像担持体の移動方向と同一の
方向に移動する記録媒体支持体と、上記記録媒体が上記
記録媒体支持体に支持されて移動する途中の位置で該記
録媒体支持体および該像担持体を挟んで押圧することに
より該像担持体に該記録媒体を密着させる押圧密着手段
とを備えたことを特徴とする。

【００２７】ここで上記記録媒体支持体は、無端状の平
ベルトであって、該平ベルトの単位幅当たりの剛性率が
０．８×１０^-6ｋｇｍ²以上のものであることが好まし
い。

【００２８】また、上記押圧密着手段は、上記記録媒体
の温度が１２５℃以下に低下してから、該記録媒体と該
像担持体とに挟まれた上記トナー像の粘度が１０⁵Ｐａ
・ｓ以下にとどまっている間の位置で、該記録媒体支持
体および該像担持体を挟んで押圧するものであることが
好ましい。

【００２９】また、上記押圧密着手段は、ロール状の押
圧部材と該押圧部材に対向し、該押圧部材との間に上記
記録媒体支持体および上記像担持体を挟んで押圧する対
向部材とを有する押圧部を少なくとも１つ備え、該押圧
部は、該記録媒体支持体および該像担持体に加わる圧力
が２×１０⁴Ｐａ以上となるように上記記録媒体支持体
と該像担持体を押圧するものであることも好ましい態様
である。

【００３０】上記の目的を達成する本発明の定着装置
は、所定方向に移動する定着ベルトと、上記定着ベルト
を挟んで対向しニップ部を形成する一対のロールを有し
トナー像を担持する記録媒体を該トナー像が間に挟さま
れる状態に該定着ベルトに重ね合せて上記ニップ部に挟
み該記録媒体と該定着ベルトとを加熱および加圧する加
熱加圧部と、上記加熱加圧部により加熱および加圧され
た後の、トナー像が定着された記録媒体を前記定着ベル
トから剥離することにより該記録媒体上に画像を形成す
る定着装置において、上記加圧手段により上記記録媒体
と上記定着ベルトが加圧される加圧位置から該記録媒体
が該定着ベルトから剥離される剥離位置までの間におい
て該定着ベルトの上記移動方向に沿って該定着ベルトに
重ね合わされた該記録媒体を支持しながら該定着ベルト
と同一の方向に移動する記録媒体支持体と、上記記録媒
体が上記記録媒体支持体に支持されて移動する途中の位
置で該記録媒体支持体および該定着ベルトを挟んで押圧
することにより該定着ベルトに該記録媒体を密着させる
押圧密着手段とを備えたことを特徴とする。

【００３１】ここで、上記記録媒体支持体は、無端状の
平ベルトであって、該平ベルトの単位幅当たりの剛性率
が０．８×１０^-6ｋｇｍ²以上のものであることが好ま
しい。

【００３２】また、上記押圧密着手段は、上記記録媒体
の温度が１２５℃以下に低下してから、該記録媒体と該
定着ベルトとに挟まれた上記トナー像の粘度が１０⁵Ｐ
ａ・ｓ以下にとどまっている間の位置で、該記録媒体支
持体および該定着ベルトを挟んで押圧するものであるこ
とが好ましい。

【００３３】さらに、上記押圧密着手段は、ロール状の
押圧部材と該押圧部材に対向し、該押圧部材との間に上
記記録媒体支持体および上記定着ベルトを挟んで押圧す
る対向部材とを有する押圧部を少なくとも１つ備え、該
押圧部は、該記録媒体支持体および該定着ベルトに加わ
る圧力が２×１０⁴Ｐａ以上となるように上記記録媒体
支持ベルトと該定着ベルトを押圧するものであることも
好ましい態様である。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て説明する。

【００３５】先ずはじめに、本発明の原理を説明する。

【００３６】図４は、本発明の原理を説明するための画
像形成装置の概略構成を示す図である。

【００３７】図４において、現像器１ａで現像すること
によりトナー像が形成される感光体１を備え、トナー像
を担持する中間転写ベルト２０は、支持ロール３−１、
３−２、３−３と加熱ロール６に架け渡され矢印Ｘ方向
に循環移動し、支持ロール３−１と支持ロール３−２と
の間で感光体と接触し、感光体上のトナー像を中間転写
ベルト２０上に転写する転写部Ｔを形成する。また、支
持ロール３−１と加熱ロールとの間の区間Ａには、中間
転写ベルト上に転写されたトナー像とは反対側の裏面に
接触して中間転写ベルト上に転写されたトナー像を加熱
する加熱部４を設け、中間転写ベルト２０上のトナー像
を溶融する。また、加熱ロール６と支持ロール３−３と
の間の区間Ｃには、中間転写ベルト２０と平行を保ちな
がら循環移動する記録媒体支持ベルト３０が、加熱ロー
ル６に対向する加圧ロール７および支持ロール３−４に
張架されている。さらに、区間Ｃには冷却部（図示しな
い）および記録媒体支持ベルト３０と中間転写ベルト２
０とを挟んで押圧する一対の押圧密着部材３２が設けら
れ押圧部Ｅを形成している。加熱ロール６と加圧ロール
７は、記録媒体支持ベルト３０と中間転写ベルト２０と
を加圧し加圧部Ｂを構成し、支持ロール３−３は、中間
転写ベルト２０から用紙Ｐを剥離する剥離部Ｄを構成し
ている。

【００３８】感光体１上に形成されたトナー像は、転写
部Ｔにおいて中間転写ベルト２０に転写され、中間転写
ベルト２０上のトナー像は加熱部４で加熱溶融する。中
間転写ベルト２０上の溶融トナー像は、加圧部Ｂにおい
て、用紙Ｐを重ね合わされて加圧される。トナー像を挟
んで中間転写ベルト２０に重ねあわされた用紙Ｐは、記
録媒体支持ベルト３０に支持されて冷却部（図示しな
い）で冷却され、押圧密着部材３２により押圧されて中
間転写ベルト２０に密着する。密着したままの状態で冷
却固化し、用紙Ｐに定着したトナー像は、剥離部Ｄにお
いて中間転写ベルト２０から剥離され、用紙Ｐ上には定
着トナー像からなる画像が形成される。

【００３９】加熱部Ａで加熱された粉体のトナーは溶融
してフィルム状になり、加熱ロール６と加圧ロール７そ
れぞれに架け渡された中間転写ベルト２０と記録媒体支
持ベルト３０とにより形成される加圧部Ｂにおいて、用
紙Ｐを重ねあわされて中間転写ベルト２０に圧接され、
中間転写ベルト２０と用紙Ｐとはフイルム状のトナー像
を間に挟んで密着状態となる。このとき、トナー像へ効
率的に熱伝導を行なうためには中間転写ベルト２０と用
紙との密着性が重要で、密着性が確保されずに、ところ
どころに空気が入ると、空気があるところとないところ
では熱容量が異なっているため、トナー像が均一に溶融
せず、転写定着ムラやいわゆるオフセットによる画質劣
化が生じる。トナー像を挟んだ中間転写ベルト２０と用
紙Ｐとの密着性をよくするために、中間転写ベルト２０
表面に弾性体層が設けられる。また、加熱ロール６と加
圧ロール７により形成される加圧部Ｂにおいて、均一な
圧力を加えるために、加熱ロール６と加圧ロール７双方
の表面に弾性体層が設けられる。

【００４０】加圧部Ｂにおいて用紙Ｐに密着したトナー
像は、剥離部Ｄに搬送される間に冷却部（図示しない）
で冷却されて凝集固化し、用紙Ｐとの間に強い接着力が
生じる。なお、冷却部（図示しない）は、加圧部Ｂと剥
離部Ｄの間に備える図示しない冷却装置であってもよ
い。冷却部（図示しない）により冷却された中間転写ベ
ルト２０および用紙Ｐは、曲率半径の小さな支持ロール
３−３からなる剥離部Ｄに搬送され、用紙Ｐ自体の腰の
強さにより用紙Ｐは中間転写ベルト２０からトナー像と
ともに剥離されて画像が形成される。用紙Ｐに転写定着
された画像の表面は中間転写ベルト２０表面にならい平
滑化され高光沢となる。

【００４１】用紙Ｐは、加圧部Ｂを通過しながら中間転
写ベルト２０から伝導される熱により加熱され、用紙Ｐ
中の水分は気化膨張する。用紙Ｐが透気度の高い両面塗
工紙の場合は、気化膨張した水分（水蒸気）が加圧部Ｂ
を通過直後に塗工層を通って用紙Ｐ外部に抜け出るが、
そのうちの中間転写ベルト２０側に抜け出たものが中間
転写ベルト２０と用紙塗工層との間にたまる。この水蒸
気圧により、用紙Ｐが中間転写ベルト２０から剥がれる
方向に力が働き、用紙Ｐを変形させようとするが、この
力は、記録媒体支持ベルト３０の剛性により最小限に抑
えられる。記録媒体支持ベルト３０の単位幅あたりの曲
げ剛性率を０．８×１０^-6ｋｇｍ²以上にすると、加圧
直後の用紙Ｐの変形を確実に防止することができ、印刷
用両面塗工紙を用いた場合にも剥離ブリスターのない、
高画質な画像を得ることができる。

【００４２】ここで単位幅あたりの曲げ剛性率は、記録
媒体支持ベルト３０の見かけのヤング率Ｅ（ｋｇ／
ｍ²）と、記録媒体支持ベルト３０の単位幅あたりの断
面２次モーメントＩ（ｍ⁴）との積であり、記録媒体支
持ベルト３０の厚さをｈ（ｍ）とすれば式（１）であら
わされる。単位幅あたりの曲げ剛性率＝ＥＩ＝Ｅｈ³／１２ …（１）また、ここでいう見かけのヤング率Ｅとは、記録媒体支
持ベルト３０各層を構成する材料のヤング率Ｅ₁、Ｅ₂、
…に対し、各層の厚さｈ₁、ｈ₂、…の重みをかけて平均
化したものであり、式（２）であらわされる。見かけのヤング率＝Ｅ＝（Ｅ₁ｈ₁＋Ｅ₂ｈ₂＋…）／（ｈ₁＋ｈ₂＋…）…（２）トナー像を挟んで中間転写ベルト２０に重ねあわされた
用紙Ｐは、さらに冷却部（図示しない）で冷却され、ト
ナーが固化しつつある状態のときに、押圧部Ｅにおいて
用紙Ｐを挟んで中間転写ベルト２０を記録媒体支持ベル
ト３０とを押圧密着部材３２で加圧することにより、中
間転写ベルト２０から剥がれた用紙Ｐを中間転写ベルト
２０に再び密着させるので、トナー像は平滑性を取り戻
すことができる。ただし、中間転写ベルト２０と用紙Ｐ
が未だ充分に冷却されないために中間転写ベルト２０と
用紙Ｐとの間に隙間が生じている状態、あるいは用紙Ｐ
内部の水蒸気圧が高い状態のときに押圧部Ｅで加圧して
も、中間転写ベルト２０と用紙Ｐとの間に抜け出た水蒸
気を押し戻すことは難しく、たとえそれができた場合で
も押圧部Ｅを通過した後に再び水蒸気が抜き出てしまう
ため、剥離ブリスターの発生を抑えることはできない。
また逆に、中間転写ベルト２０と用紙Ｐが冷却されてト
ナー像が完全に固化した状態で加圧して密着させても、
トナー像表面が再び平滑性を取り戻すことはできない。
剥離ブリスターの発生を抑えるためには、押圧部Ｅによ
り加圧する位置での用紙Ｐの温度と、そのときのトナー
像の粘度が重要となる。用紙Ｐの温度の上限が１２５℃
で、かつ用紙Ｐの温度の下限が、トナー粘度を１０⁵Ｐ
ａ・ｓ以下とする温度範囲にあるときに押圧部Ｅで加圧
すると、トナー像表面を再び成形することができるの
で、印刷用両面塗工紙を用いた場合にも剥離ブリスター
の発生がみられない、高画質な画像を得ることができ
る。

【００４３】ここで、用紙Ｐの温度とは、用紙Ｐと中間
転写ベルト２０との界面の温度を指す。今、用紙Ｐの温
度は、計測したい箇所における中間転写ベルト２０裏面
（用紙と重ね合わされる側と反対側の面）の測定温度Ｔ
₀と、記録媒体支持ベルト３０の裏面（用紙を支持する
側と反対側の面）の測定温度Ｔ₅とから、１次元定常熱伝導方程式 δ／δｘ（κ δＴ／δｘ）＝０ …（３）（ｘは、用紙の法線方向の距離（ｍ）、κは、熱伝導率
（Ｊ／℃／ｍ／ｓｅｃ）、Ｔは、温度（℃）をあらわ
す）において、各層の界面温度が等しいと仮定すること
により求めることができる。すなわち、中間転写ベルト
２０は、ベース層が厚さｈ₁、熱伝導率κ₁、表面層が厚
さｈ₂、熱伝導率κ₂で、用紙Ｐは、厚さｈ₃、熱伝導率
κ₃であり、記録媒体支持ベルト３０は、表面層が厚さ
ｈ₄、熱伝導率κ₄、ベース層が厚さｈ₅、熱伝導率κ₅で
あるとする。また、中間転写ベルト２０の裏面の温度を
Ｔ₀、中間転写ベルト２０のベース層と表面層の界面温
度をＴ₁、中間転写ベルト２０の表面層と用紙Ｐの界面
温度をＴ₂、用紙Ｐと記録媒体支持ベルト３０表面層の
界面温度をＴ₃、記録媒体支持ベルト３０表面層とベー
ス層の界面温度をＴ₄、記録媒体支持ベルト３０の裏面
の温度をＴ₅とし、中間転写ベルト２０のベース層を伝
導する熱流量をｑ₁、中間転写ベルト２０の表面層を伝
導する熱流量をｑ₂、用紙Ｐを伝導する熱流量をｑ₃、記
録媒体支持ベルト３０の表面層を伝導する熱流量を
ｑ₄、記録媒体支持ベルト３０のベース層を伝導する熱
流量をｑ₅とすれば、式（３）と上述した境界条件から
以下の関係式（４）が成立する。

【００４４】ｑ₁＝ −κ₁（Ｔ₁−Ｔ₀）／ｈ₁，ｑ₂＝ −κ₂（Ｔ₂−Ｔ₁）／ｈ₂，ｑ₃＝ −κ₃（Ｔ₃−Ｔ₂）／ｈ₃，ｑ₄＝ −κ₄（Ｔ₄−Ｔ₃）／ｈ₄，ｑ₅＝ −κ₅（Ｔ₅−Ｔ₄）／ｈ₅，ｑ₁＝ｑ₂＝ｑ₃＝ｑ₄＝ｑ₅ これらの式（４）をＴ₂について解けば、中間転写ベル
ト２０の表面層と用紙Ｐの界面温度を求めることができ
る。

【００４５】ここで、例えば、記録媒体支持ベルト３０
が単層により構成されている場合には、記録媒体支持ベ
ルト３０は１つの層に対してだけ式（３）を適用して計
算し、用紙Ｐの温度を求めることとなり、逆に記録媒体
支持ベルト３０がベース層と表面層のほかにも層を有
し、３層以上で構成されている場合には、それぞれの層
に対して式（３）を適用して用紙Ｐの温度を求めること
ができる。

【００４６】図５は、Ａ、Ｂ、Ｃ３種類のポリエステル
トナーのトナー粘度温度特性を示す図である。

【００４７】図５において、縦軸は、トナー粘度の対
数、横軸は、トナー温度を表わしている。図中にプロッ
トされた、◇、□、△印は、フローテスターＣＦＴ５０
０Ｃ（島津製作所（株）製）を用い、開始温度８０℃、
最高温度１７０℃、昇温速度３℃／ｍｉｎ、予熱時間３
００ｓｅｃ、シリンダー圧力９８Ｎ／ｃｍ² 、ダイ寸
法＝１．０ｍｍ×１．０ｍｍの条件で測定した粘度値で
ある。このトナー粘度温度特性を用いれば、押圧密着部
材３２で加圧される位置のトナー粘度を１０⁵Ｐａ・ｓ
以下とする用紙Ｐの温度の下限を求めることができる。

【００４８】次に、本発明の第１の実施形態である画像
形成装置について説明する。

【００４９】図６は、本発明の第１の実施形態の画像形
成装置の概略構成図である。

【００５０】図６に示す画像形成装置は、中間転写ベル
ト２０が、支持ロール５−１、５−２、５−３、５−
４、加熱板９および位置制御ロール８に支持されて矢印
Ｂ方向に循環移動する。中間転写ベルト２０が循環移動
する矢印Ｂ方向の位置制御ロール８の下流には、内部に
熱源６ａを有する加熱ロール６と加圧ロール７とが中間
転写ベルト２０を挟んで対向配置されている。加熱板９
は、熱源をもつ板で構成され、加熱板９に接触する中間
転写ベルトを加熱することにより、中間転写ベルト２０
上のトナー像を加熱する構成となっている。ここで、加
熱ロール６と加圧ロール７とは逆の配置とすることもで
きるし、加圧ロール７は熱源を内蔵することもできる。

【００５１】中間転写ベルト２０には、矢印Ａ方向に回
転する直列に４つ配列された感光体１−１、１−２、１
−３、１−４が接触し、各感光体は、帯電器２−１、２
−２、２−３、２−４により一様に帯電された後、濃度
信号に応じてパルス幅変調された光ビームをオンオフす
る光ビーム走査装置１０により露光され、各感光体上に
は静電潜像が形成される。各感光体上の静電潜像は、黒
（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）色のトナーが収容された各現像器１１、１２、１
３、１４により現像され、各感光体上には面積により濃
度があらわされる、ディジタル画像処理された各色トナ
ー像が形成される。この各色トナー像は、中間転写ベル
ト２０を隔てて各感光体と対向する転写器２０−１、２
０−２、２０−３、２０−４により、中間転写ベルト２
０へ順次多重転写され、中間転写ベルト２０上には複数
色のトナー像が形成される。中間転写ベルト２０上に形
成された複数色のトナー像は、加熱板９で加熱されて溶
融する。

【００５２】一方、用紙トレイ２１から取出ロール２２
により取出され、搬送ロール２３により搬送された用紙
Ｐは、加熱ロール６と加圧ロール７とが中間転写ベルト
２０と記録媒体支持ベルト３０とを挟んで対向配置され
ているニップ部にタイミングを合わせて運ばれ、中間転
写ベルト２０上の複数色のトナー像と重ねあわされて加
圧加熱される。溶融温度以上に加熱された複数色のトナ
ー像は、記録紙Ｐに浸透する。そして、その複数色のト
ナー像を挟んで用紙Ｐと重ねあわされた状態の中間転写
ベルト２０は冷却装置１５により冷却され、複数色のト
ナー像は、凝集固化し、用紙Ｐに強く定着される。一
方、加圧ロール７と支持ロール５−５、５−６に架け渡
された記録媒体支持ベルト３０は、加熱ロール６と支持
ロール５−４との間においてその剛性により中間転写ベ
ルト２０に重ね合わされた用紙Ｐを支持しながら、中間
転写ベルト２０と同方向の矢印Ｃ方向に循環移動する。
また、加熱ロール６と支持ロール５−４との間で、記録
媒体支持ベルト３０と中間転写ベルト２０とを対抗部材
である冷却装置１５側に押圧し、用紙Ｐと中間転写ベル
ト２０とを密着させる押圧密着ロール３１を備えてい
る。

【００５３】ここで、記録媒体支持ベルト３０は、無端
状の平ベルトで、その単位幅当たりの剛性率が０．８×
１０^-6ｋｇｍ²以上のものが用いられる。

【００５４】加熱ロール６と加圧ロール７により加熱加
圧された直後に、記録紙Ｐ中の水分が気化して中間転写
ベルト２０と記録紙Ｐとの間に水蒸気が抜き出るが、記
録媒体支持ベルト３０の剛性により記録紙Ｐの変形は最
小限に抑えられる。また、記録紙Ｐが冷却装置１５で１
２５℃以下に冷却されて水蒸気圧が低下し、しかも記録
紙Ｐと中間転写ベルト２０に挟まれたトナー像の粘度が
１０⁵Ｐａ・ｓ以下となる位置に、押圧密着ロール３１
が配置され、トナー像が固化する前の溶融状態にあると
きに押圧密着ロール３１が対抗する冷却装置１５側に記
録媒体支持ベルト３０を押圧することにより記録紙Ｐと
中間転写ベルト２０を密着させてトナー像を平滑に再成
形する。本実施形態では押圧密着ロール３１の対向部材
として冷却装置１５を用いることにより、押圧密着ロー
ル３１が中間転写ベルト２０の移動方向にずれるに従っ
て温度が低くなることを利用し、押圧密着ロール３１の
配置位置を適切な位置に調整することができる。

【００５５】冷却装置１５は、重ね合わされたまま搬送
される中間転写ベルト２０と記録紙Ｐとを冷却するもの
で、中間転写ベルト２０と記録紙Ｐに挟まれたトナー像
は凝集固化して記録紙Ｐとの間に強い接着力が生まれ
る。中間転写ベルト２０に重ね合わされたままの記録紙
Ｐは、記録媒体支持ベルト３０に支持されて循環移動
し、トナー像が定着された記録紙Ｐは、曲率半径の小さ
な支持ロール５−４により記録紙Ｐ自体の腰の強さによ
って中間転写ベルト２０から剥離され、また曲率半径の
小さな支持ロール５−５により記録媒体支持ベルト３０
から分れ、カラー画像が形成される。記録紙Ｐに転写、
定着されたトナー像の表面は中間転写ベルト２０の表面
にならい平滑化され高光沢となる。

【００５６】ここで、中間転写ベルト２０は、ベース層
と表面層の２層構造のものを用い、ベース層には、カー
ボンブラックを添加した厚さ５０μｍのポリイミドフィ
ルムを用いる。本実施形態では、トナー像を各感光体か
ら中間転写ベルト２０に静電的に画像乱れなく転写する
ために、ベース層の体積抵抗率はカーボンブラックの添
加量を調整して１０¹⁰Ωｃｍに設定している。ベース層
としては、例えば厚さ１０〜３００μｍの耐熱性の高い
シートを使用することが可能であり、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等を
用いることができる。また、表面層は、トナー像を各感
光体から中間転写ベルト２０に静電的に画像乱れなく転
写するために、その体積抵抗率は１０¹⁴Ωｃｍに調整し
ている。また、中間転写ベルト２０から用紙Ｐへの転写
・定着を行うときに、トナー像を挟んで中間転写ベルト
２０と用紙Ｐの密着性をよくするためにシリコーン共重
合体を用いている。シリコーン共重合体は、弾性を持ち
その表面が常温でトナーに対して粘着性を示し、さらに
溶融したトナーを剥離しやすい特性を有するため、用紙
Ｐへトナーを効率的に移行させることができるので表面
層には最適である。本実施形態では、ゴム硬度が４７度
のＤＸ３５−５４７Ａ／Ｂシリコーン共重合体（東レダ
ウシリコーン製）を、厚さを８０μｍにして用いてい
る。

【００５７】感光体１−１、１−２、１−３、１−４
は、各種無機感光体（Ｓｅ、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、Ｃ
ｄＳ等）や各種有機感光体を用いることができる。

【００５８】光ビーム走査装置１０に用いる光ビームの
径は、４５μｍとし、スクリーンは垂直万線を用い、線
数は２００線／インチで行うことができる。

【００５９】帯電器２０−１、２０−２、２０−３、２
０−４は、中間転写ベルト２０の裏面に電荷を与え、各
感光体上に形成されたトナー像が効率よく中間転写ベル
ト２０へ転写される電荷密度が与えられる。本実施形態
では、コロトロンを用い、３１５μＣ／ｍ²の電荷密度
が与えられるようにコロトロンワイアへの印可電圧が調
整される。

【００６０】加熱板９は、厚さ２ｍｍで、中間転写ベル
トの循環方向の長さが２２０ｍｍのアルミニウム板の裏
面にシリコンラバーヒーターを取りつけたものを用いて
いる。加熱温度は、中間転写ベルト２０上のトナー像の
溶融温度以上になるように設定、制御される。ここでい
うトナーの溶融温度とは、後述する測定法によりトナー
の粘度が１０³Ｐａ・ｓとなるときの温度を指す。加熱
板９には、セラミックヒーターなどを用いることもでき
る。

【００６１】加熱ロール６および加圧ロール７として
は、金属ロール上にシリコーンゴム等の耐熱弾性層を被
覆したものを用いることができる。本実施形態では、ア
ルミニウムの中空ロールに硬度４５度のシリコーンゴム
を、厚さ２ｍｍで積層して外径５０ｍｍのロールを用い
ることができる。また、加熱ロール６と加圧ロール７の
外径、表面弾性層の硬度、厚さは、ニップ部が平板状と
なるように選定し、ニップ幅が７ｍｍになるように荷重
を調節することができる。本実施形態では加熱ロール６
の内部にハロゲンランプを配置すろことにより熱源とし
ているが、熱源は、加圧ロール７に配置してもよいし、
あるいは双方とも熱源を配置しなくてもよい。

【００６２】記録媒体支持ベルト３０は、ベース層と表
面層の２層構造のものを用いている。ベース層として
は、厚さ２０〜３００μｍ程度の耐熱性シート、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
ポリマーシート等を用いることができる。本実施形態に
おいては、厚さ２０〜１００μｍのポリイミドフィルム
を用いている。表面層としては、両面プリントの場合に
裏面のトナー像が記録媒体支持ベルト３０に残らないよ
う、離型性のよい部材を用いることができる。本実施形
態では、テフロンＡＦタイプ２４００（デュポン製）
を、厚さ３μｍにして用いている。

【００６３】押圧密着ロール３１としては、金属ロール
にシリコーンゴム等の耐熱弾性層を被覆したものを用い
ることができる。本実施形態においては、アルミニウム
の中空ロールに硬度３０度のシリコーンゴムを厚さ２ｍ
ｍで積層した、外径３０ｍｍのロールを用いた。なお、
押圧密着ロール３１は、複数備えることも可能であり、
その場合は、中間転写ベルト２０の循環移動方向Ｂに連
続して配置し、それぞれの押圧密着ロール３１を対抗部
材に押し当てる。また、押圧密着ロール３１の内部には
熱源を配置してもよく、その加熱温度は、押圧されるニ
ップ領域でのトナー粘度が１０⁵Ｐａ・ｓ以下となるよ
うに設定、制御される。本実施形態においては押圧密着
手段として押圧密着ロール３１を用いているが、必ずし
もロールである必要は無く、摺接するパッドなどを用
い、より広範囲に渡って押圧することもできる。また、
その場合においてもヒーターなどの熱源を配置し温度を
設定制御することが可能である。

【００６４】本実施形態においては対抗部材として冷却
装置１５を用いているが、冷却装置１５以外の部材を対
向部材としてもよく、摩擦抵抗が低くなるように処置し
た金属材料や高分子材料を中間転写ベルトの裏面に摺接
させてもよいし、ロール状の部材を用いて中間転写ベル
トに従動させることもできる。また、押圧箇所における
用紙Ｐの温度が適切なものとなるように、ヒーターやラ
ンプを設けることもできる。

【００６５】トナーはイエロー、マゼンタ、シアン等の
色素を含有した熱可塑性のバインダで構成される公知の
材料を用いることができる。

【００６６】本実施形態ではトナーの平均粒径が５μｍ
のものを用いている。記録紙上の各色トナーの量は、そ
の色素含有量に応じておよそ０．３ｍｇ／ｃｍ²〜
０．６ｍｇ／ｃｍ²になるように露光条件または現像条
件を設定することができる。本実施形態では、各色とも
０．４５ｍｇ／ｃｍ²に設定している。

【００６７】次に、本実施形態の画像形成装置を用い
て、剥離ブリスターの評価を行った結果について説明す
る。

【００６８】表１は、押圧位置の温度を変化させた場合
の剥離ブリスターの評価結果を表わす表である。

【００６９】

【表１】

【００７０】表１において、〇は剥離ブリスターが発生
しない状態、×は、剥離ブリスターが発生した状態を示
す。

【００７１】剥離ブリスターの評価は、以下の条件で行
なった。

【００７２】記録紙Ｐは、印刷用両面塗工紙としては、
ＳＤＬｕｓｔｒｏＧｌｏｓｓ（Ｗａｒｒｅｎ社
製）、ＯＫトップコート（王子製紙社製）、Ｃｏｎｓｏ
ｒｔＲｏｙａｌＳｉｌｋ（ＤｏｎｓｉｄｅＰａｐ
ｅｒ社製）の３種類を用いた。ＬｕｓｔｒｏＧｌｏｓ
ｓの十点平均厚さは１００μｍ、透気度は１５２６０
秒、坪量は１２２ｇ／ｍ²であった。ＯＫトップコート
の十点平均厚さは１３６μｍ、透気度は４４０７０秒、
坪量は１５７ｇ／ｍ²であった。ＣｏｎｓｏｒｔＲｏ
ｙａｌＳｉｌｋの十点平均厚さは１５９μｍ、透気度
は１３９１０秒、坪量は１７０ｇ／ｍ²であった。ま
た、普通紙としてＪ紙（富士ゼロックス（株）製）を用
い、表面平滑紙としてはＪコート紙（富士ゼロックス
（株）製）を用いる。Ｊ紙の十点平均厚さは９６μｍ、
透気度は９秒、坪量は８２ｇ／ｍ²であった。Ｊコート
紙の十点平均厚さは１０２μｍ、透気度は３６７秒、坪
量は９５ｇ／ｍ²であった。

【００７３】中間転写ベルト２０の搬送速度（転写定着
速度）を３５０ｍｍ／ｓとし、上述した３種類のトナー
を用い、ＬｕｓｔｒｏＧｌｏｓｓ、ＯＫトップコー
ト、ＣｏｎｓｏｒｔＲｏｙａｌＳｉｌｋ、普通紙
（Ｊ紙）および表面平滑紙（Ｊコート紙）に画像を出力
し、剥離ブリスターの評価を行った。このとき、記録媒
体支持ベルト３０は、ベース層として厚さ７０μｍのポ
リイミドフィルムを、表面層として厚さ３μのテフロン
ＡＦタイプ２４００（デュポン製）を用いた。押圧密着
ロール３１による加圧位置は、用紙の温度が７５℃〜１
３５℃となる範囲で１０℃づつ温度が変化する位置を選
定し、ニップの圧力が５×１０⁴Ｐａとなるように荷重
を調整した。

【００７４】ここでいう用紙Ｐの温度は、用紙Ｐと中間
転写ベルト２０との界面の温度を指し、本実施形態にお
いては、中間転写ベルト２０は、ポリイミドフィルムか
らなるベース層が厚さｈ₁＝５０×１０^-6（ｍ）、熱伝
導率κ₁＝０．１７４（Ｊ／℃／ｍ／ｓｅｃ）、シリコ
ーン共重合体からなる表面層が厚さｈ₂＝８０×１０^-6
（ｍ）、熱伝導率κ₂＝０．２８０（Ｊ／℃／ｍ／ｓｅ
ｃ）である。また、用紙Ｐは、例えばＪ紙は厚さｈ₃＝
１０２×１０^-6（ｍ）、熱伝導率κ₃＝０．１２６（Ｊ
／℃／ｍ／ｓｅｃ）である。さらに、記録媒体支持ベル
ト３０は、テフロンＡＦタイプ２４００（デュポン製）
からなる表面層が厚さｈ₄＝３×１０^-6（ｍ）、熱伝導
率κ₄＝０．２４０（Ｊ／℃／ｍ／ｓｅｃ）、ポリイミ
ドフィルムからなるベース層が厚さｈ₅＝７０×１０^-6
（ｍ）、熱伝導率κ₅＝０．１７４（Ｊ／℃／ｍ／ｓｅ
ｃ）でありことから、式（４）に代入し、用紙Ｐと中間
転写ベルト２０の界面温度Ｔ₂を求める式Ｔ₂＝０．６
８Ｔ₀ ＋０．３２Ｔ₅…（５）を得た。そして、
中間転写ベルト２０裏面の温度Ｔ₀は、それぞれの計測
位置における冷却部と中間転写ベルト２０との接触面に
熱電対を埋め込んで測定し、記録媒体支持ベルト３０裏
面の温度Ｔ₅は、赤外放射温度計で測定し、これらの測
定結果を式（５）に代入して求めた。

【００７５】表１からわかるように、透気度が１０００
０以上の印刷用両面塗工紙を用いた場合、用紙の温度の
上限が１２５℃でかつ、図５に示した、トナーＡＢＣそ
れぞれの粘度が１０⁵Ｐａ・ｓ以下となる温度を下限温
度とする箇所に押圧密着手段を配置し、加圧した場合に
限り、剥離ブリスターの発生が抑制され、良好な画像が
得られた。

【００７６】さらに、上記構成で、記録媒体支持ベルト
３０の曲げ剛性率を変化させて、トナーＢを用いて上記
印刷用両面塗工紙３種類に対して画像を出力し、剥離ブ
リスターの評価を行った。

【００７７】表２は、記録媒体支持ベルト３０の曲げ剛
性率を変化させた場合の剥離ブリスターの評価結果を示
す表である。

【００７８】

【表２】

【００７９】表２において、〇は、剥離ブリスターが発
生しない状態、×は、剥離ブリスターが発生した状態を
示す。

【００８０】評価を行なうに当たって、記録媒体支持ベ
ルト３０は、ベース層として厚さが２０μｍ〜１００μ
ｍのポリイミドフィルムを、表面層として厚さ３μｍの
テフロンＡＦタイプ２４００（デュポン製）を用いた。
押圧密着ロールによる加圧位置は、用紙の温度が９５℃
および１１５℃となる箇所に各設定し、荷重はニップ部
の圧力が５×１０⁴Ｐａとなるように調整した。

【００８１】また、加熱ロール６と加圧ロール７とによ
る加圧直後の用紙Ｐの変形を最小限に抑えるため、本実
施形態では、記録媒体支持ベルト３０のベース層に用い
たポリイミドフィルムはヤング率Ｅ＝３０２×１０
⁶（ｋｇ／ｍ²）、層厚は２０〜１００（μｍ）で、表面
層に用いたテフロンＡＦタイプ２４００（デュポン製）
はヤング率Ｅ＝４０×１０⁶（ｋｇ／ｍ²）、層厚は３
（μｍ）のものを用いた。

【００８２】表２からわかるように、記録媒体支持ベル
ト３０として用いられるベルトの単位幅あたりの曲げ剛
性率が０．８×１０^-6ｋｇｍ²以上となる場合に限り、
剥離ブリスターの発生が抑制され、良好な画像が得られ
た。

【００８３】なお、表３は、ベース層の厚さを２０μｍ
から１００μｍまで変化させたときの見かけのヤング率
と単位幅あたりの曲げ剛性率を示す。なお、ここでのヤ
ング率は常温（２５℃）において測定した値である。

【００８４】

【表３】

【００８５】さらに上記構成で、押圧密着ロール３１の
圧力を変化させて、トナーＢを用いて上記印刷用両面塗
工紙３種類に対して画像を出力し、剥離ブリスターの評
価を行った。

【００８６】表４は、押圧密着ロール３１の圧力を変化
させた場合の剥離ブリスターの評価結果を示す表であ
る。

【００８７】

【表４】

【００８８】表４において、〇は、剥離ブリスターが発
生しない状態、×は、剥離ブリスターが発生した状態を
示す。

【００８９】評価を行なうに当たって、記録媒体支持ベ
ルト３０は、ベース層として厚さ７０μｍのポリイミド
フィルムを、表面層として厚さ３μのテフロンＡＦタイ
プ２４００（デュポン製）を用いた。押圧密着ロール３
１による加圧位置は、用紙Ｐの温度が９５℃および１１
５℃となる箇所に各設定し、荷重はニップ部の圧力が
０．５×１０⁴Ｐａ〜７×１０⁴Ｐａとなるように調整し
た。

【００９０】表４から明らかなように、押圧密着ロール
３１が対向部材を押圧して形成されるニップ部の圧力
が、２×１０⁴Ｐａ以上となるように荷重を調整した場
合に限り、剥離ブリスターの発生が抑制され、良好な画
像が得られた。

【００９１】以上の剥離ブリスターの評価結果から、単
位幅あたりの曲げ剛性率が０．８×１０^-6ｋｇｍ²以上
となる記録媒体支持ベルト３０を用いて、中間転写ベル
ト２０に重ね合わせて加熱加圧した後の用紙Ｐを支持
し、冷却装置１５で冷却されて用紙の温度の上限が１２
５℃でかつ、用紙Ｐと中間転写ベルト２０に挟んだトナ
ー像粘度が１０⁵Ｐａ・ｓ以下となる温度を下限温度と
する温度範囲の箇所に押圧密着ロール３１を配置し、そ
の押圧密着ロール３１で、対向部材を押圧して形成した
ニップ部の圧力が２×１０⁴Ｐａ以上となるような荷重
を加えることにより、剥離ブリスターの発生が抑制され
て良好な画像を形成することができることが確認され
た。

【００９２】次に、本発明の第２の実施形態の定着装置
について説明する。

【００９３】図７は、本発明の第２の実施形態の定着装
置を示す概略構成図である。

【００９４】図７において、ベルト状の定着部材４０
が、加熱ロール４１と剥離ロール４２に支持されて矢印
Ａ方向に循環移動する。また、ベルト状の記録媒体支持
ベルト３０が、支持ロール３５と加圧ロール３６により
支持されて、定着部材４０に従動しながら矢印Ｂ方向に
循環移動する。加熱ロール４１と加圧ロール３６がベル
ト状の定着部材４０とベルト状の記録媒体支持ベルト３
０とを挟んで対向する位置に、電子写真方式等の画像形
成工程により形成されたトナー像を担持する用紙Ｐが搬
送ベルト５０により搬送される。その用紙Ｐは、定着部
材４０と記録媒体支持ベルト３０に挟まれ、加圧ロール
３６と加熱ロール４１により加熱および加圧される。ベ
ルト状定着部材４０は、加熱ロール４１に接触する間に
加熱されて温度が上昇し、加熱ロール４１と加圧ロール
３６により形成されるニップ部５１に至るまでの間に
は、加熱ロール４１の温度とほぼ等しい温度に到達す
る。

【００９５】加熱および加圧部を通過すると、ベルト状
定着部材４１は、用紙Ｐと接する側と反対の裏面側に配
置されたフィン付の冷却部材４５と平面状または曲面状
を保ちながら接触して冷却され、その定着部材４０に密
着したトナーが冷却されてガラス転移温度程度まで温度
が下げられる。

【００９６】本実施形態において、冷却部材４５が定着
部材４０と接触している長さは、定着部材４０の移動方
向に１００ｍｍであり、その間に記録紙Ｐが冷却されて
水蒸気圧が低下し、かつトナーが未だ溶融状態にある位
置で、押圧密着ロール３１を記録媒体支持ベルト３０と
定着部材４０とを介して対抗する対向部材に押圧し、記
録紙Ｐと定着部材４０とを密着させ、トナー画像を平滑
に再成形する。また、本実施形態では対抗部材として冷
却部材４５を用いている。冷却部材４５は、フィンに送
風することによりフィンからの放熱を促進し、冷却効果
を高めることができる。

【００９７】ここで、フィン付の冷却部材４５の材質
は、熱伝導の良いものがよく、本実施形態ではアルミニ
ウムを使用し、ベルト状の定着部材４０が冷却部材４５
を通過した直後の温度がおよそ８０℃となるように送
風、制御しているが、必ずしもこの構成に限定されるも
のではない。

【００９８】また、冷却部材４５と対向する側の加熱ロ
ール４１の周面には断熱材を備えている。

【００９９】本実施形態では、ベルト状の定着部材４０
は、ベース層と表面層の２層構造のものを用いており、
ベース層には、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを、
表面層には、ゴム硬度４７度、厚さ３０μｍのＤＸ３５
−５４７Ａ／Ｂシリコーン共重合体（東レダウシリコー
ン製）を用いているが、この他にも、ベース層として、
たとえば厚さ１０〜１００μｍの高耐熱性シートを使用
したり、表面層として、高離型性樹脂を使用したりする
ことができる。なお、定着部材４０は、全幅３２０ｍｍ
に対し約５９Ｎの張力で張架することができるが、必ず
しもこれに限定されない。

【０１００】加熱ロール４１、および加圧ロール３６と
しては、金属ロール４１ｂ、３６ｂ上にシリコーンゴム
等の耐熱弾性層４１ｃ、３６ｃを有したものを用いると
ともに、加熱ロール４１、加圧ロール３６の内部に熱源
４１ａ、３６ａを配置することができる。本実施形態で
は、アルミニウムの中空ロール上に硬度４５度のシリコ
ーンゴムを、厚さ２ｍｍで積層した外径５０ｍｍのロー
ルを、加熱ロール４１、および加圧ロール３６として用
いている。ロール内部の熱源４１ａ、３６ａとしては、
ハロゲンランプを使用し、加熱ロール４１の温度はトナ
ーの溶融温度以上になるように設定、制御する。また、
２つのロールによるニップ幅が７ｍｍになるように荷重
を変化させて調節する。

【０１０１】記録媒体支持ベルト３０は、ベース層と表
面層の２層構造を有し、ベース層には、厚さ２０〜３０
０μｍ程度の高耐熱性シートを使用することができる。
本実施形態では、厚さ７０μｍのポリイミドフィルムを
用いている。表面層は、テフロンＡＦタイプ２４００
（デュポン製）を厚さ３μｍにして用いる。

【０１０２】押圧密着ロール３１は、金属ロール３１ａ
上にシリコーンゴム等の耐熱弾性層３１ｂを被覆したも
のを用いることができる。本実施形態では、アルミニウ
ムの中空ロール上に硬度３０度のシリコーンゴムを厚さ
２ｍｍに積層した、外径３０ｍｍのロールを用いてい
る。押圧密着ロール３１の荷重は、対向部材との間に形
成されるニップ部の圧力が５×１０⁴Ｐａとなるように
調整する。

【０１０３】上記構成で、ベルト状の定着部材４０の循
環移動速度が１６０ｍｍ／ｓで、トナーＢを用い、印刷
用両面塗工紙である、ＳＤＬｕｓｔｒｏＧｌｏｓｓ
（Ｗａｒｒｅｎ社製）、ＯＫトップコート（王子製紙社
製）、ＣｏｎｓｏｒｔＲｏｙａｌＳｉｌｋ（Ｄｏｎ
ｓｉｄｅＰａｐｅｒ社製）の３種類の用紙に画像を出
力し、剥離ブリスターの評価を行った。このとき、押圧
密着ロール３１による加圧位置は用紙の温度が９５℃お
よび１１５℃の２箇所とした。その結果、剥離ブリスタ
ーの発生が抑制され、良好な画像が得られた。

【０１０４】

【発明の効果】本発明の画像形成装置および定着装置に
よれば、両面塗工紙等透気度の低い記録媒体に画像をプ
リントする場合にも、剥離ブリスターのない、高画質な
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】剥離ブリスターの発生状況を示す図である。

【図２】剥離ブリスターが発生するメカニズムを示す図
である。

【図３】剥離ブリスターが発生するメカニズムを示す図
である。

【図４】本発明の原理を説明するための画像形成装置の
概略構成を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施形態の画像形成装置の概略
構成図である。

【図６】Ａ、Ｂ、Ｃ３種類のポリエステルトナーの粘度
特性を示す図である。

【図７】本発明の第２の実施形態の定着装置を示す概略
構成図である。

【符号の説明】

１，１−１，１−２，１−３，１−４感光体２−１，２−２，２−３，２−４帯電器３−１，３−２，３−３，３−４，５−１，５−２，５
−３，５−４，５−５，５−６，３５支持ロール４加熱部６，４１加熱ロール６ａ，３６ａ，４１ａ熱源７，３６加圧ロール８位置制御ロール９加熱板１０光ビーム走査装置１１，１２，１３，１４現像器１５冷却装置２０，１１３中間転写ベルト２１用紙トレイ２２取出ロール２３搬送ロール３０記録媒体支持ベルト３１押圧密着ロール３２押圧密着部材４０定着部材４２剥離ロール４５冷却部材５０搬送ベルト５１ニップ部１１０トナー画像１１１剥離ブリスター１１２用紙１１４水分１１４ａ水蒸気

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福田雄一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Ｆターム(参考） 2H033 AA01 AA45 BA08 BA12 BA15 BA25 BA26 BA27 BA29 BB18 BB28 BB34 BB39 BE09 2H078 BB01 CC06 DD03 DD45 DD51 DD57 DD73

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像を担持して所定の移動方向に移動
する像担持体と、該像担持体を加熱することにより該像
担持体上のトナー像を溶融する加熱手段と、前記加熱手
段により溶融された前記トナー像を間に挟んだ状態に記
録媒体を前記像担持体に重ね合わせ、重ね合わされた記
録媒体と像担持体とを加圧する加圧手段とを備え、前記
加圧手段により加圧された後の、トナー像が定着された
記録媒体を前記像担持体から剥離することにより該記録
媒体上に画像を形成する画像形成装置において、前記加圧手段により前記記録媒体と前記像担持体とが加
圧される加圧位置から前記記録媒体が前記像担持体から
剥離される剥離位置までの間において前記像担持体の前
記移動方向に沿って前記像担持体に重ね合わされた記録
媒体を支持しながら該像担持体の移動方向と同一の方向
に移動する記録媒体支持体と、前記記録媒体が前記記録媒体支持体に支持されて移動す
る途中の位置で該記録媒体支持体および該像担持体を挟
んで押圧することにより該像担持体に該記録媒体を密着
させる押圧密着手段とを備えたことを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】前記記録媒体支持体は、無端状の平ベルト
であって、該平ベルトの単位幅当たりの剛性率が０．８
×１０^-6ｋｇｍ²以上の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】前記押圧密着手段は、前記記録媒体の温度
が１２５℃以下に低下してから、該記録媒体と該像担持
体とに挟まれた前記トナー像の粘度が１０⁵Ｐａ・ｓ以
下にとどまっている間の位置で、該記録媒体支持体およ
び該像担持体を挟んで押圧す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４】前記押圧密着手段は、ロール状の押圧部材
と該押圧部材に対向し、該押圧部材との間に前記記録媒
体支持体および前記像担持体を挟んで押圧する対向部材
とを有する押圧部を少なくとも１つ備え、該押圧部は、
該記録媒体支持体および該像担持体に加わる圧力が２×
１０⁴Ｐａ以上となるように前記記録媒体支持体と該像
担持体を押圧す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５】所定方向に移動する定着ベルトと、前記定
着ベルトを挟んで対向しニップ部を形成する一対のロー
ルを有しトナー像を担持する記録媒体を該トナー像が間
に挟さまれる状態に該定着ベルトに重ね合せて前記ニッ
プ部に挟み該記録媒体と該定着ベルトとを加熱および加
圧する加熱加圧部と、前記加熱加圧部により加熱および
加圧された後の、トナー像が定着された記録媒体を前記
定着ベルトから剥離することにより該記録媒体上に画像
を形成する定着装置において、前記加圧手段により前記記録媒体と前記定着ベルトが加
圧される加圧位置から該記録媒体が該定着ベルトから剥
離される剥離位置までの間において該定着ベルトの前記
移動方向に沿って該定着ベルトに重ね合わされた該記録
媒体を支持しながら該定着ベルトと同一の方向に移動す
る記録媒体支持体と、前記記録媒体が前記記録媒体支持体に支持されて移動す
る途中の位置で該記録媒体支持体および該定着ベルトを
挟んで押圧することにより該定着ベルトに該記録媒体を
密着させる押圧密着手段とを備えたことを特徴とする定
着装置。
【請求項６】前記記録媒体支持体は、無端状の平ベルト
であって、該平ベルトの単位幅当たりの剛性率が０．８
×１０^-6ｋｇｍ²以上のものであることを特徴とする請
求項５記載の定着装置。
【請求項７】前記押圧密着手段は、前記記録媒体の温度
が１２５℃以下に低下してから、該記録媒体と該定着ベ
ルトとに挟まれた前記トナー像の粘度が１０ ⁵Ｐａ・ｓ
以下にとどまっている間の位置で、該記録媒体支持体お
よび該定着ベルトを挟んで押圧するものであることを特
徴とする請求項５記載の定着装置。
【請求項８】前記押圧密着手段は、ロール状の押圧部材
と該押圧部材に対向し、該押圧部材との間に前記記録媒
体支持体および前記定着ベルトを挟んで押圧する対向部
材とを有する押圧部を少なくとも１つ備え、該押圧部
は、該記録媒体支持体および該定着ベルトに加わる圧力
が２×１０⁴Ｐａ以上となるように前記記録媒体支持ベ
ルトと該定着ベルトを押圧するものであることを特徴と
する請求項５記載の定着装置。