JP2007322794A - 画像形成装置、及びこれに用いられる定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作像部への熱による悪影響を回避し、かつ良好な二次転写状態を確保し、良質な画像形成を行う。
【解決手段】中間転写ベルト２と、転写定着部材７３との接触部においては、ローラ対により二次転写ニップが形成されており、この二次転写ニップを形成するローラ対の、転写定着部材７３側に配置されている第１の二次転写ローラ７４の直径Ｒ1と、中間転写ベルト２側に配置されている第２の二次転写ローラ１１０の直径Ｒ2とは、Ｒ1＞Ｒ2の関係を有することとした三次転写方式の画像形成装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等の各種に利用される画像形成装置、及びこれを構成する定着装置に関するものである。

従来、転写定着部材を具備する画像形成装置が広く知られているが、これは、転写と定着が同時かつ同一箇所で行なわれる構成を有している点に特長を有している（例えば、下記特許文献１、２参照）。
この転写・定着工程は、加熱状態で行うことが必要であるとされていることから、トナー像を形成する作像部に近接する位置には所定の発熱体が存在している。
ところで、トナー像を形成する部材、特に像担持体（感光体）は、環境温度の変動により、動作特性が影響を受けやすいものである。
具体的には、環境温度が所定温度よりも高くなると、感光体の性能劣化を招来し、例えばトナーが感光体に付着して取れ難くなる現象、すなわちフィルミング等の不具合が生じ、画像品質劣化の大きな原因となる。

また、感光体からの転写画像を転写定着部材方向へと搬送する中間転写体を具備する構成の画像形成装置においては、構成上必然的に転写定着部材から中間転写体に熱が伝播することになるため、接触部から熱が奪われることにより転写定着部材の温度が低下し、転写特性の劣化を引き起こすという問題もある。
このような転写特性の劣化に対応するべく、転写定着部材の温度低下を抑制するために、別途加熱装置を設けて熱エネルギーを加えるようにすることも考案されたが、その分、全体としてのエネルギー消費量が増加してしまう。
転写定着部材に、感光体への熱伝播を抑制するべく冷却手段を設けた構成とすると、転写時には、逆に所定の温度を確保しなければならないため別途熱エネルギーを加えなければならず、実用的な観点からかなりエネルギー消費量が大きくなってしまうという問題があった。

特開２００４−１４５２６０号公報 特開２００５−１８９６９４号公報

上述したように、画像形成装置においては、構成部材ごとの温度環境は、それぞれの特性を良好な状態に維持するために重要な要素であると言える。
しかしながら、温度制御によるエネルギー消費を低減化させることも、画像形成装置の実用性を考慮すれば重要な課題である。
そこで本発明においては、転写定着部材から中間転写部材への熱伝搬を極力抑制することとし、感光体におけるフィルミング等の不具合を解消し、かつエネルギー消費量の抑制も同時に図ることとした。

本発明においては、中間転写ベルト上の画像を転写させる転写定着部材と、この転写定着部材上の画像を加熱する加熱手段と、前記転写定着部材と三次転写ニップを形成する加圧部材とを備え、この三次転写ニップを通過する記録媒体上に画像を転写・定着させる定着装置を備えた画像形成装置であって、前記転写定着部材は、無端ベルト又はローラで構成されており、前記中間転写ベルトと、前記転写定着部材との接触部においては、ローラ対により二次転写ニップが形成されており、前記二次転写ニップを形成するローラ対の、前記転写定着部材側に配置されている第１の二次転写ローラの直径Ｒ1と、前記中間転写ベルト側に配置されている第２の二次転写ローラの直径Ｒ2とは、Ｒ1＞Ｒ2の関係を有するものとした画像形成装置を提供する。

請求項２の発明においては、前記二次転写ニップを構成するローラ対のうち、前記第２の二次転写ローラの直径Ｒ2が、前記二次転写ニップ幅が２ｍｍ以下になるように設定されているものとし、前記第２の二次転写ローラに当接して、前記第１の二次転写ローラ配置側とは反対側に、バックアップ部材が設けられていることとした請求項１に記載の画像形成装置を提供する。

請求項３の発明においては、前記バックアップ部材が、単一あるいは複数のバックアップローラであることとした請求項２に記載の画像形成装置を提供する。

請求項４の発明においては、前記バックアップ部材が、前記第２の二次転写ローラの回転に対して摺動可能なステー部材であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置を提供する。

請求項５の発明においては、前記二次転写ニップを構成するローラ対のうち、前記第１の二次転写ローラの表面が弾性体よりなり、前記第２の二次転写ローラの表面が金属よりなることとした請求項１乃至４のいずれか一項の画像形成装置を提供する。

請求項６の発明においては、前記二次転写ニップを構成するローラ対の、少なくともいずれかの表面が、断熱部材により構成されていることとした請求項１乃至５のいずれか一項の画像形成装置を提供する。

請求項７の発明においては、前記二次転写ニップを構成するローラ対が、ギアによる駆動伝達手段を介して、同方向でかつ略同速度に連結駆動するようになされていることとした請求項１乃至６のいずれかの画像形成装置を提供する。

請求項８の発明においては、前記転写定着部材の表面に、離型層が設けられていることとした請求項１乃至７のいずれかの画像形成装置を提供する。

請求項９の発明においては、ワーデル実用球形度φが０．８ 以上であるトナーを現像剤として用いることとした請求項１乃至８のいずれかの画像形成装置を提供する。

請求項１０の発明においては、中間転写ベルト上の画像を転写させる転写定着部材と、当該転写定着部材上の画像を加熱する加熱手段と、前記転写定着部材と三次転写ニップを形成する加圧部材とを備え、当該三次転写ニップを通過する記録媒体上に画像を転写・定着させる定着装置であって、前記請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像形成装置に用いられる定着装置を提供する。

本発明によれば、二次転写ニップ幅を極力小さくし、転写定着部材から中間転写体への接触点のニップが極めて小面積であるため、熱伝搬が効果的に抑制できた。これにより、中間転写体から一次転写部への熱伝播、すなわち感光体への熱伝搬が抑制でき、感光体表面温度を最適に保持することができた。
本発明によれば、６００ＤＰＩ以上の高画質デジタルプリンタにおいても、画質劣化(フィルミング等)が効果的に回避できるので、従来構成の画像定着装置にように、中間転写体や感光体を冷却したり、更には転写定着部に加熱装置を付加したりする等の無駄なエネルギー消費を回避できるようになった。

以下、本発明について具体的に説明するが、本発明は、以下の例に限定されるものではない。
本発明の画像形成装置について図を参照して具体的に説明する。

図１に、本発明の画像形成装置の一例として、タンデム型カラー複写機の要部の概略構成図を示す。
この画像形成装置１００は、本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、この画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に位置する画像読取部（図示せず）により構成されている。

画像形成部１Ａには、図中、水平方向に延びる転写面を有するベルト状の中間転写体２（以下においては、中間転写ベルトということもある）が配置されている。
この中間転写体２の上面部には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。
すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂが中間転写体２の転写面に沿って並置されている。

各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂは、それぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムにより構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂ、光書き込み手段としての書き込み装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂ、現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂ、１次転写装置７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂ、及びクリーニング装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂが配置されている。
なお各符号に付記しているアルファベットは、感光体３と同様、トナーの色別に対応している。
各現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂには、それぞれのカラートナーが収容されている。

中間転写ベルト２は、駆動ローラ９と、従動ローラ１０とに亘って掛け回されており、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂとの対峙位置において、図中矢印Ｘ方向に移動可能な構成となっている。
従動ローラ１０と対向する位置には、中間転写ベルト２の表面をクリーニングするクリーニング装置１１が設けられている。なお、従動ローラ１０を駆動側とし、ローラ９を従動側としてもよい。

感光体３Ｙの表面が、帯電装置４Ｙにより一様に帯電され、所定の画像読取部からの画像情報に基づいて感光体３Ｙ上に静電潜像が形成される。
この静電潜像は、イエローのトナーを収容した現像装置６Ｙによりトナー像として可視像化され、このトナー像は、所定のバイアスが印加される１次転写装置７Ｙにより中間転写体２上に一次転写される。
他の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｂにおいても、それぞれの色に対応して同様の工程により画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２上に順に転写されて重ね合わせられる。
転写後、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ上に残留したトナーは、それぞれのクリーニング装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂにより除去される。
また、転写後、除電ランプ（図示せず）により、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂの電位が初期化され、次の作像工程に備えられるようになされている。

給紙部１Ｂは、記録媒体Ｐとしての用紙を積載収容する給紙トレイ１６と、この給紙トレイ１６内の用紙を最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ１７と、用紙が一旦停止され、斜めずれを修正された後、定着装置１２を構成する転写定着部材（転写定着ベルト）７３上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップＮに向けて送り出すレジストローラ対１９を有している。

上述した中間転写体２の駆動ローラ９と、前記定着装置１２とは、近接位置に設けられている。
定着装置１２は、定着駆動ローラ７２、第１の二次転写ローラ７４、走行ローラ７５に亘って転写定着部材（転写定着ベルト）７３が、図中矢印Ｙ方向に走行するようになされている。
この転写定着部材においては、定着駆動ローラ７２と対峙して加圧ローラ１４が設けられており、この加圧ローラ１４は、バネ等の加圧手段２１によって押圧され、定着駆動ローラ７２との間で、ニップ（三次転写ニップ）Ｎを形成している。

感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂから中間転写ベルト２上に一次転写されたトナー像Ｔ（以下、単にトナーともいう）は、２次バイアス印加手段（図示せず）により第２の二次転写ローラ１１０に印加されるバイアス（ＡＣ、パルスなどの重畳を含む）により第１の二次転写ローラ７４に静電気力で２次的に転写される。
この二次転写に用いられ、二次転写ニップを形成する第１及び第２の二次転写ローラ７４、１１０に関しては、転写定着部材７３側の第１の二次転写ローラの直径Ｒ1と中間転写ベルト２側の第２の二次転写ローラ１１０の直径Ｒ2に関し、Ｒ1＞Ｒ2の関係を有しているものとする。
具体的には、２次転写対向ローラ１１０は、定着装置からの熱伝搬を抑えるためφ１５以下、好ましくはφ１０以下の小径で構成される。

図１のように、転写定着部材７３をベルトで構成した場合、ＰＩ（ポリイミド）等の耐熱性樹脂や、Ｎｉ(ニッケル)等の金属の２０〜１００μｍの厚さの基材に加え、表層には、０．０５〜０．５ｍｍ程度の弾性層と、１０〜３０μｍのフッ素系樹脂材料であるＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層がコーティングされているか、あるいはチューブにより設けられていることが好ましい。
一方で中間転写ベルト２は、弾性層や離型層が不要なのでベルトを薄く構成できる。
このため、両者が互いに接する、いわゆる二次転写ニップにおけるローラ対構成としては、厚い転写定着ベルト７３側のローラ（第１の二次転写ローラ７４）の径を大きくして、ベルトの巻き付け張架に対して馴染みやすいようにした構成とすることが好ましい。
更に、両ベルトに加わる熱や圧力に関して述べると、転写定着部材７３の方が中間転写ベルト２に比べ圧倒的に高い圧力や熱加わる構成となっているため、ベルト走行時の「波打ち」が発生しやすくなる。この「波打ち」が大きいと、二次転写ニップ接触不良が発生して転写不良による画像の劣化につながる。これに対し、ベルトを巻き付けるローラの接触面積および巻き付け角度大きくすればベルト表面がローラ円周表面に倣うようになって、上記波打ちを抑制することができる。
上述したことから、転写定着部材側の第１の二次転写ローラの径を大きくした方が好ましい。
更には、中間転写体２側の第２の二次転写ローラ１１０を小径化することにより、二次転写におけるニップ幅を小さくすることができ、転写定着部材７３から中間転写体２への熱伝播を最小限に抑制できる。

転写定着部材を単一のローラで構成した場合も同様である。
この場合、二次転写ニップが対のローラ間で形成される。
この二次転写ニップにおいて、５ｋｇ／ｃｍ²程度の加圧ローラがこのローラに接触されるので、二次転写ニップに必要な圧力よりも充分に大きな加圧力となる。このため転写定着のローラ径は二次転写ニップを構成する中間転写ベルト側のローラ径よりも大きなローラ径として、定着部における大きな加圧力に対して好適な(抑え込んだ)撓みとなるよう構成する必要がある。

ところで、中間転写ベルト２上に１次転写されたトナー像Ｔを確実に第１の二次転写ローラ７４へ転写させるために、適度な加圧力(１ｋｇ／ｃｍ²以下、好ましくは、２００〜３００ｇ／ｃｍ²程度)が加えられるが、第２の二次転写ローラ１１０が小径なので、両端支持のみでは撓みが大きく、均一で適度な加圧力が得られない場合がある。
このため、第２の二次転写ローラ１１０よりも直径が大きく、剛性の高い材料よりなるバックアップ部材１１１、具体的にはバックアップローラを設置することが好ましい。

このバックアップローラ１１１の設置状態を示す画像形成装置の要部の概略断面図を図２に示し、概略上面図を図３に示す。
これらに示すように、バックアップローラ１１１は、少なくとも第２の二次転写ローラ１１０の中心軸の中央近傍に回転当接させるように設置する。これによって均一な加圧力が得られるまで上記撓みを減少させることができる。

本発明の画像形成装置の他の一例として、転写定着部材７３をローラ方式とした場合の概略構成図を図４に示す。

また、バックアップローラ１１１の設置は、図１に示す第２の二次転写ローラ１１０をより小径にして設けても同様の効果を発揮できる。上記方式は、静電気力でないトナーを加熱することによる粘着転写方法や静電気力と粘着の両方を用いて転写する方式でも構わない。

上述したような、ローラ撓みは、中央部が最大となり材料力学から、撓みy＝ＷＬ³／４８ＥＩ (Ｗ：荷重、Ｌ：ローラ長さ、Ｅ：材料のヤング率、Ｉ：断面二次モーメント→丸棒の場合πｄ⁴／６４) と表されることから、例えばローラ径を２倍にすると撓みを１／２⁴＝１／１６まで抑え込むことができる。
同様に、ローラ長さを１／２にすれば、撓みを（１／２）³＝１／８まで抑えることができる。
材質を変えることによる撓みの抑制は、上記Ｅの値と反比例するに留まり、直径＝４乗、長さ＝３乗比べ、撓み量ｙに及ぼす効果が小さい。

中間転写体２と、定着装置１２との間には、定着装置１２から中間転写体２への熱放射（熱移動）を抑制する熱遮蔽部材又は熱移動抑止部材としての断熱プレート２０が設けられている。
断熱プレート２０は、中間転写体２から定着装置１２への２次転写を阻害しない状態で、中間転写体２への熱放射を極力抑えるように、開口部を有する形状に形成されている。なお断熱プレート２０は、定着装置１２の本体、画像形成部１Ａ本体のいずれの側に設けてもよい。

なお、プレート等よりなる熱移動抑止部材としては、放射率の低い金属光沢を有する板状のものが好適であり、特に２枚の金属シートを、微小空隙又は断熱材を挟んで配置すると優れた効果が得られることが確かめられた。
また、従来公知のノートパソコンのＣＰＵ冷却用に用いられるマイクロヒートパイプ構造を内包する薄板も好適であり、これを用いると、熱移動抑止部材を低温に保ちながら熱移動を抑制することができ、高い効率が得られる。
このような断熱プレート２０によって、中間転写体２の温度上昇が抑制され、中間転写体側の熱劣化を抑制できる。

転写定着部材（転写定着ベルト）７３と加圧ローラ１４の表面には、それぞれ、膜厚０．０５〜０．５ｍｍ程度の弾性層、及び１０〜３０μｍ程度のフッ素系樹脂材料（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等）の離型層がコーティングされているか、あるいはチューブにより形成されているものとする。

転写定着部材７３の近傍には、これの表層上のトナー像を加熱する加熱手段、例えばハロゲンヒータ１５が設けられている。
転写定着部材７３及び加圧ローラ１４の表面温度を測定するために、非画像領域には所定のサーミスタ（図示せず）が設けられているものとする。
また、転写定着部材７３の表面温度に基づいてハロゲンヒータ１５のオン・オフをコントロールするための温度コントローラ（図示せず）が設けられている。転写定着部材７３と加圧ローラ１４とは、それぞれ独立に温度をコントロールすることが可能な構成となっている。

また、転写定着部材及び加圧ローラ１４のそれぞれの表面に形成されている離型層を、カーボン等の導電物質を分散させた導電性のフッ素系樹脂材料で形成し、これを芯金と接続させることにより、離型層間に転写バイアスを印加することが可能となり、転写バイアスを低電圧化することができ、更には転写時のトナーの飛び散りが抑制できるようになる。

本発明の画像形成装置の他の一例である、転写定着部材をローラとした図４に示す画像形成装置２００においては、転写定着部材（転写定着ローラ１３）の対向する位置であって、中間転写ベルト２の配置側とは反対側に、加圧ローラ１４が配置されている。転写定着ローラ１３と加圧ローラ１４とはニップ（三次転写ニップ）Ｎを形成している。
なお、図１の画像形成装置１００と共通する構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
図４の画像形成装置２００の転写定着部材（転写定着ローラ）１３は、図１に示した転写定着ベルト７３と定着駆動ローラ７２とを併せた一つの機能部品である。また、転写定着ローラ１３の材質は、加圧ローラ１４と同質のものを適用できる。

次に、図５に基づいて、図４に示した画像形成装置２００における転写定着ローラ方式の基本的な転写定着動作を説明する。なお、図１の画像形成装置１００でも基本的に動作構成は同様である。

図５中、中間転写体２上のトナー画像については、第２の二次転写ローラ１１０と、転写定着ローラ（第１の二次転写ローラ）１３とが接触し、あるいは微小ギャップを持った状態で、中間転写体２から転写されるようになされている。
詳細には、先ず、転写定着ローラ１３上のトナー画像が、転写定着ローラ１３上にハロゲンヒータ１５が発する輻射エネルギーをリフレクタ３２により集光照射することにより加熱されて半溶融状態になる。なお、転写定着ローラ１３の表面温度は、電源がＯＮの状態となってから、複写工程に入るまでにリフレクタ３２の内部に設けられたハロゲンヒータ１５により所定の温度に温調制御されるようになされている。
転写定着ローラ１３の表面温度については、中間転写体２に対して過度に温度負荷がかからないように、１００℃以下とするものとし、更には約８０℃以下に温度調節することが望ましい。

加圧ローラ１４の内部には、所定の加熱手段、例えばハロゲンヒータ（図示せず）が設けられているが、これは複写工程においては電源がＯＦＦ状態となっているものとし、かかる工程において、電力はリフレクタ３２の内部に設けられたハロゲンヒータ１５のみに供給されるようになっている。
複写工程において、トナー画像が、リフレクタ３２及びハロゲンヒータ１５の複写領域を通過した直後には、トナー層中の温度分布は、転写定着ローラ１３に接触している側よりもハロゲンヒータ１５側に向いている側、すなわち記録媒体Ｐに接触する側の方が高くなっている。
転写定着ローラ１３の通常領域における表面温度は、前述のように約８０℃であるのに対して、ハロゲンヒータ１５による熱照射を受けている領域は、後工程において、記録媒体Ｐに対して十分な定着強度が得られる温度とするために、トナー画像と記録媒体との接触界面温度が１１０〜１２０℃程度になるように温度設定する。
しかも、記録媒体Ｐに比較して格段に熱容量の小さいトナー粒子が記録媒体Ｐに接触すると、温度が急激に低下するので、ニップ出口で定着工程を良好な状態で完了させるためには、ニップ入口でトナー温度を比較的高めに上げておくこと必要がある。かかる観点から、ニップ出口でトナー画像と記録媒体の接触界面温度が１１０〜１２０℃程度となるように、予め温度と電力を制御する。

なお、トナー層加熱用の熱源としては、上述したハロゲンヒータ１５に限られず、図６に示すような誘導コイル１３１を用いた誘導加熱方式も適用できる。
この場合、転写定着部材（転写定着ローラ）１３の表層部内に、Ａｇ等の金属層よりなる発熱層１３０を設け、転写定着ローラ１３に対して近接して設けられた誘導コイル１３１の作用により、発熱層１３０に渦電流を発生させ発熱を促す。これにより、転写定着ローラ１３上のトナーが加熱されて粘度が低下し、転写定着ローラ１３と加圧ローラ１４により構成されるニップ部で記録媒体Ｐに対して良好な定着がなされるようになる。

次に、図１、図４に示した、中間転写体２側に設けられた第２の二次転写ローラ１１０に当接して設けられたバックアップ部材１１１の他の例について、図７、８を参照して説明する。
なお図７は、バックアップローラ１１１の設置状態を示す画像形成装置の要部の概略断面図を示し、図８は概略上面図を示す。
バックアップ部材１１１は、図７、８に示すような、剛性の高い材料よりなるステー１１３に、ブランケット１１２を介して、複数のバックアップローラ１１１ａ〜１１１ｃを配置した構成とすることができる。
なお、転写定着部材は、ベルト方式、ローラ方式のいずれであってもよい。

図７、８に示す構成のバックアップローラ１１１ａ〜１１１ｃの個々は、直径は小さいものであるが、ローラ長が短いため、ローラの撓みｙ＝ＷＬ³／４８ＥＩ (Ｗ：荷重、Ｌ：ローラ長さ、Ｅ：材料のヤング率、Ｉ：断面二次モーメント→丸棒の場合πｄ⁴／６４) と表される式に従い、撓みが充分に小さく抑制でき、全体として高い剛性を確保できる。
ステー１１３が、幅ｂ、高さｈの角材である場合、ローラの撓みｙ＝ＷＬ³／４８ＥＩ（Ｗ：荷重、Ｌ：ローラ長さ、Ｅ：材料のヤング率、Ｉ：断面二次モーメント→角材の場合ｂｈ⁴／１２）となるため、高さｈを所定量確保すれば、ローラの撓みを効果的に小さく抑制することができる。

次に、図１、図４に示した、中間転写体２側に設けられた第２の二次転写ローラ１１０に当接して設けられたバックアップ部材の他の例について、図９、図１０を参照して説明する。
なお図９は、画像形成装置の要部の概略断面図を示し、図１０は概略上面図を示す。
この例においては、摺動抵抗が低く、当接する第２の二次転写ローラ１１０とともに摺動する高剛性のステー部材１１４によって、第２の二次転写ローラ１１０の円周の一部が、回転可能に保持されている。
第２の二次転写ローラ１１０の撓みは、高剛性のステー部材１１４によって受け止められ、ステー部材１１４に沿わせることで、結果的に第２の二次転写ローラの撓みが効果的に抑制される。

なお、バックアップ部材は、第２の二次転写ローラ１１０に対し、円周方向１箇所で支持する構成に限定されず、図１１に示すように、円周方向に複数個設けた構成として、力を分散させてもよい。

本発明の画像形成装置においては、二次転写ニップを構成する中間転写体側のローラ、すなわち第２の二次転写ローラ１１０のローラ径に関して、二次転写ニップ幅が２ｍｍ以下になるように設定することが好ましい。
これには、第２の二次転写ローラ１１０の径をφ１５ｍｍ以下にすることが好適である。
二次転写ニップ幅と、図４に示す画像形成装置２００における二次転写直前の転写定着部材のＡ点の温度と、Ｂ点の温度を図１２に示す。これによると、ニップ幅を２ｍｍ以下にすることにより、Ａ点温度が１１０〜１３０℃であっても、Ｂ点の温度が、７０℃以下に低減化でき、フィルミング等が効果的に低減化できた。
図１３に二次転写ニップ幅と、飽和温度（温度変化が毎分０．１deg以下となるところの温度）のシミュレーション結果を示す。これによると、上記二次転写ニップ幅が、感光体の温度に大きく影響を与えることが明らかになった。

また、上記のように、第２の二次転写ローラに当接してバックアップ部材１１１を設けたことにより、小径ローラの撓みが押さえられ、ニップ圧力を均一にでき、ムラのない虹転写が可能となった。
上記はナイフエッジのような固定部材をベルト内側に摺動させてニップを形成しても良いが擦れによってベルト耐久性が低下する点とベルト走行安定性(速度安定性)に難があり、ベルト内側に低摩擦力で連れ周り回転可能なローラを設ける方が有利となる。

前記二次転写ニップを構成するローラ対のうち、前記第１の二次転写ローラの表面が弾性体よりなり、前記第２の二次転写ローラが金属ローラであることが好ましい。
小径である第２の二次転写ローラが金属であると、中央近傍の当接回転または摺動に対しての経時変化が効果的に抑制できる(磨り減り量が少ない)。また、大径である第１の二次転写ローラがゴム構成であると、二次転写ニップ幅を小さく抑えられ、かつ均一な圧力をかけることが容易になり、ムラの無い二次転写を行うことができる。

前記二次転写ニップを構成するローラ対の少なくともいずれか一方を断熱部材で構成することが好ましい。
このようにすると、定着ユニット全体の最適温度に至るまでの昇温時間を短縮することができる。

また、前記二次転写ニップを構成するローラ対にギアによる駆動伝達手段を介して同方向・略同速に連結駆動させるようにすることが好ましい。
二次転写ニップを構成する中間転写体側のローラ（第２の二次転写ローラ１１０）を極端な小径にした場合、中間転写ベルト２とローラの接触面積が小さくなって連れ回りの小径ローラは良好な回転ができなくなり、ベルト搬送抵抗が増大する。これによって中間転写ベルト２の走行安定性が損なわれジター等の画像劣化を招く恐れがある。
これに応じ、二次転写ニップを形成するローラ対の作像範囲外、ローラ端部近傍に各ローラ直径とほぼ同等のギアを同軸上に設けることで転写定着側ローラの駆動の助力を得ることができるようになり、小径ローラが良好に回転できるようになる。

また、転写定着部材表層には、フッ素系樹脂材料であるＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層を設けることが好ましい。
これにより、溶融トナーの離型性が向上し転写定着部における紙へ転写が良好に行われるようになる。

次に、本発明の画像形成装置において適用できるトナーの実施例について説明する。
中間転写体から転写定着部材へのトナーの転写性（転写効率、忠実性）は高画質化に影響を及ぼし、このトナーの転写性はトナーの形状に関与している。
本例においては、高画質化を達成するべく、トナー形状の最適化を図る。
特に、ワーデル実用球形度φが０．８以上の値をもつトナーを適用することにより、優れた転写性が得られることが確かめられた。
なお、球形度φは、下記式により求められる。
φ＝（粒子投影面積に等しい円の直径）／（粒子投影像に外接する円の直径）
具体的には、スライドグラス上にトナーを適当量取り、顕微鏡で拡大（５００倍）し、任意の１００個のトナーについて測定することで容易に計算することができる。

本発明の画像形成装置の一例の概略構成図を示す。 バックアップ部材の設置状態の概略断面図を示す。 バックアップ部材の設置状態の概略上面図を示す。 本発明の画像形成装置の他の一例の概略構成図を示す。 本発明の画像形成装置の一例の要部の概略構成図を示す。 本発明の画像形成装置の他の一例の要部の概略平面図を示す。 他の一例によるバックアップ部材の設置状態の概略断面図を示す。 他の一例によるバックアップ部材の設置状態の概略上面図を示す。 他の一例によるバックアップ部材の設置状態の概略断面図を示す。 他の一例によるバックアップ部材の設置状態の概略上面図を示す。 他の一例によるバックアップ部材の設置状態の概略断面図を示す。 二次転写直前の転写定着部材の温度と、感光体近傍の温度の関係を示す。 二次転写ニップ幅と、飽和温度のシミュレーション結果を示す。

符号の説明

１Ａ 画像形成部
１Ｂ 給紙部
２ 中間転写体（中間転写ベルト）
３，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂ 感光体
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂ 帯電装置
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂ 書き込み装置
６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂ 現像装置
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｂ 一次転写装置
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｂ クリーニング装置
９ 駆動ローラ
１０ 従動ローラ
１２ 定着装置
１３ 転写定着部材（転写定着ローラ）
１４ 加圧ローラ
１５ ハロゲンヒータ
１６ 給紙トレイ
１７ 給紙コロ
１９ レジストローラ対
２０ 断熱プレート
２１ 加圧手段
３２ リフレクタ
６１ クリーニングローラ
７２ 定着駆動ローラ
７３ 転写定着部材
７４ 第１の二次転写ローラ
７５ 走行ローラ
１００ 画像形成装置
１１０ 第２の二次転写ローラ
１１１ バックアップ部材
１１１ａ〜ｃ バックアップローラ
１１４ ステー部材
１３０ 発熱層
１３１ 誘導コイル
２００ 画像形成装置

Claims (10)

1. 中間転写ベルト上の画像を転写させる転写定着部材と、当該転写定着部材上の画像を加熱する加熱手段と、前記転写定着部材と三次転写ニップを形成する加圧部材とを備え、
   当該三次転写ニップを通過する記録媒体上に画像を転写・定着させる定着装置を備えた画像形成装置であって、
   前記転写定着部材は、無端ベルト又はローラで構成されており、
   前記中間転写ベルトと、前記転写定着部材との接触部においては、ローラ対により二次転写ニップが形成されており、
   前記二次転写ニップを形成するローラ対の、前記転写定着部材側に配置されている第１の二次転写ローラの直径Ｒ1と、前記中間転写ベルト側に配置されている第２の二次転写ローラの直径Ｒ2とは、Ｒ1＞Ｒ2の関係を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記二次転写ニップを構成するローラ対のうち、前記第２の二次転写ローラの直径Ｒ2が、前記二次転写ニップ幅が２ｍｍ以下になるように設定されているものとし、
   前記第２の二次転写ローラに当接して、前記第１の二次転写ローラ配置側とは反対側に、バックアップ部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記バックアップ部材が、単一あるいは複数のバックアップローラであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記バックアップ部材が、前記第２の二次転写ローラの回転に対して摺動可能なステー部材であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記二次転写ニップを構成するローラ対のうち、前記第１の二次転写ローラの表面が弾性体よりなり、前記第２の二次転写ローラの表面が金属よりなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記二次転写ニップを構成するローラ対の、少なくともいずれかの表面が、断熱部材により構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記二次転写ニップを構成するローラ対が、ギアによる駆動伝達手段を介して、同方向でかつ略同速度に連結駆動するようになされていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記転写定着部材の表面に、離型層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. ワーデル実用球形度φが０．８ 以上であるトナーを現像剤として用いることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 中間転写ベルト上の画像を転写させる転写定着部材と、当該転写定着部材上の画像を加熱する加熱手段と、前記転写定着部材と三次転写ニップを形成する加圧部材とを備え、
    当該三次転写ニップを通過する記録媒体上に画像を転写・定着させる定着装置であって、
    前記請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像形成装置に用いられることを特徴とする定着装置。
    

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