JP2008275794A - 中間転写装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録体上に転写定着されたトナー像が、記録体表面凹凸に因ってトナー像の変形面積にバラツキが生じることにより発生する画質低下や画像のかすれ、部分的な定着不良を防止し、中間転写体の加熱による、他の部材への熱の影響を及ぼさず、トナー像変形時のオフセットを防止し、低エネルギでトナー像を変形する転写定着装置及びこれを備える画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】像担持体３上に形成されたトナー像を移動可能な中間転写体２上に転写後、この中間転写体２上の前記トナー像を記録体Ｐへ転写定着又は転写する前に、さらに、前記トナー像を転写する中間転写装置において、前記トナー像を支持する中間転写体１３、前記トナー像を加熱する加熱手段１５、及び前記トナー像をその表面から加圧変形する加圧変形手段１６を有し、上流側に設けた前記トナー像を加熱する加熱領域Ｈがこの加熱領域より下流側に設けた前記トナー像を変形する変形領域Ｆより広い中間転写装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体上に形成したトナー像を、中間転写体を用いて、紙などの記録体に転写又は転写定着した後に、定着手段を用いて記録体に定着させる画像形成装置に関するものである。

従来、中間転写体を用いて転写又は転写定着した後に、定着手段を用いて記録体に定着させる画像形成装置としては、各種提案されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
特許文献１には、ベルト状の像担持体と、その像担持体に接触状態に配置されて周回移動する無端状の中間転写ベルトと、その中間転写ベルトに転写されたトナー像をトナーの溶融温度以上に加熱溶融する加熱ローラと、その加熱ローラの下流側で中間転写ベルトを支持する支持ローラと中間転写ベルトを介して圧接する加圧ローラとを備え、その加圧ローラと中間転写ベルトとの間に送り込まれた転写材（記録体）に中間転写ベルト上のトナー像を転写定着するようにしている画像形成装置が開示されている。
また、特許文献２には、像担持体上のトナー像をベルト状の中間転写体上に転写し、その中間転写体上のトナー像を、加熱ローラと加圧ローラとが中間転写体を介して圧接する定着ニップ部に達する前に中間転写体のベルト内面側に設けた像形成物質一体化手段として機能する面状ヒータによりベルトを通して加熱し、そのトナー像を軟化あるいは溶融させることにより結合させて少なくとも一部を結着させて一体化させ、その一体化したトナー像を定着ニップ部で記録体に転写定着させるようにした画像形成装置が開示されている。
さらに、特許文献３には、像形成物質を担持する像担持体と、その像担持体上の像形成物質を一体化する像形成物質一体化手段とを備え、その一体化手段により一体化した未定着画像を記録体に転写定着部で転写定着を行なう転写定着装置が開示されている。
この転写定着装置は、上記転写定着部の記録体搬送方向上流側に、像形成物質一体化手段により一体化したトナーの記録体と接触する面に粘着性を付与する粘着付与手段を設けている。この粘着付与手段は、輻射熱により粘着性を付与するか、又は定着助剤を塗布することにより粘着性を付与するように構成されている。
特許第３５２８３７１号 特開２００１−１３７９８公報 特開２００５−２６６３０４公報

しかしながら、一般的な画像形成装置では記録体上のトナー像を定着装置で加熱加圧するが、このとき記録体表面に存在する繊維の凹凸に沿ってトナーが変形することになる。
図１２は従来技術における、粗い記録体へのトナー画像の転写とその後の定着装置で定着する状態を示す概略図である。記録体へトナー画像を転写した後に定着装置で定着すると、トナー面積率は若干広がるが、粗い記録体の場合、加圧変形されるのは凸部なのでより変形率は小さい。従って、粗い表面の記録体では目標となる画像濃度を満足するにはトナー量を多くする必要がある。
このように、繊維の凹凸でトナーの変形率が異なり、凸部の変形率が大きくなる。上述したように、とくに、表面の粗い記録体の場合、この影響で加圧定着後のトナー像の面積にバラツキが生じ粒状性が低下する。
また、繊維の凹部にあるトナーは加圧部材とは非接触、又は加圧力が小さいため、変形が小さくなり、凹凸部でのトナーの表面性に差が生じて光沢ムラ等となり画質が低下する問題がある。
上述した特許文献１の転写定着装置においても、記録体に転写する前の中間転写ベルト上のトナー像を加熱ローラによりトナーの溶融温度以上に加熱してトナー全体が変形した状態で記録体に転写される。
従って、転写定着時の定着ニップ部での加圧によって、記録体表面に存在する紙繊維の凹凸の影響を受けてトナーが変形し易くなり、凸部は変形面積が広がり、凹部では加圧力があまり伝わらず変形面積が小さくなる。これによりトナー像の面積バラツキが大きくなって、粒状性のムラや光沢ムラ等が生じて画質が低下してしまう問題がある。
また、特許文献２の転写定着装置においても同様に、トナー像全体が加熱され変形し、トナー全体の粘度が低下して、記録体への定着時にはトナーの高さが４０〜８０％程度変化して記録体表面の凹凸によりトナー像の面積の広がりにバラツキが生じて画質が低下し易い。
さらに、特許文献３の転写定着装置では、像担持体上の像形成物質を加熱した後、像担持体と接触する面の温度を記録体に接触している面の温度より低くするか、又は定着助剤を用いて像形成物質が記録体と接触する面の粘性を付与したりして、記録体表面の凹凸に対して像形成物質を変形しにくくし、転写定着時における面積の広がりバラツキを軽減している。

上記特許文献１乃至３に記載されている転写定着装置は、定着速度、定着画像品質などの点から、記録体上のトナーを加熱溶融し、加圧することで定着させる熱定着方式をとっている。しかし、その定着性能は記録体の表面性に大きく影響される。表面が粗い媒体の場合、定着性を満足させるためには、加熱温度を高温にするか、記録体への転写定着部の加圧力を大きくする必要がある。
高温にすると中間転写体の温度も上昇し、その熱が像担持体へ移動し、像担持体の温度が上昇することになる。この温度上昇により像担持体近傍にある部材の温度が上昇しその性能に影響を及ぼすことになる。
例えば、現像器やクリーニング装置内のトナーが凝集したり固着したりするなどの問題が発生する。また、転写定着時の加圧力を大きくした場合、中間転写体の耐久性が低下することになる。
また、トナー像を記録体と接触する前に変形させ、記録体へ転写したトナー像の表面は、中間転写体の表面が転写され、平滑な状態となっている。しかし、記録体の表面が粗い場合は、この平滑な画像部と記録体の表面との光沢差が大きい画像となる。
さらに、特許文献３の転写定着装置では、中間転写体上でトナー像を変形するのに、中間転写体と対向する回転体を加熱してトナー像を溶融している。しかし、トナー像と部材の付着力は、高温な部材の方がトナーとの付着力が高いために、トナー像が加熱している部材へオフセットし易い。
そこで、本発明の目的は、記録体上に転写定着されたトナー像が、記録体表面の凹凸に因ってトナー像の変形面積にバラツキが生じることにより発生する画質低下や画像のかすれ、部分的な定着不良を防止し、中間転写体の加熱により、他の部材へ熱の影響を及ぼさず、トナー像変形時のオフセットを防止し、低エネルギでトナー像を変形する転写定着装置及びこれを備える画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、像担持体から１次中間転写体を介して転写されたトナー像を支持する２次中間転写体を備え、該２次中間転写体から記録体へトナー像を転写定着又は転写する中間転写装置において、前記２次中間転写体上の前記トナー像を加熱する加熱手段、及び前記トナー像を加圧変形する加圧変形手段を有し、前記加熱手段によって前記トナー像を加熱する加熱領域の面積がそれよりも下流側に設けた前記加圧変形手段による変形領域よりも広いことを特徴とする。
請求項２の発明は、像担持体から１次中間転写体を介して転写されたトナー像を支持する２次中間転写体を備え、該２次中間転写体から記録体へ転写定着又は転写する中間転写装置において、前記２次中間転写体上の前記トナー像を加熱する加熱手段、及び前記トナー像を加圧変形する加圧変形手段を有し、この加圧変形手段に対向してこれとともにトナー像加圧変形部を構成する前記２次中間転写体としての回転体を配置し、この回転体は前記加熱手段を備え、前記回転体の径が前記加圧変形手段の径よりも大きいことを特徴とする。
請求項３の発明は、前記回転体がローラであることを特徴とする。
請求項４の発明は、前記回転体がベルトであることを特徴とする。
請求項５の発明は、前記２次中間転写体は加熱ローラを含む複数のローラにより支持されたベルトであり、前記加熱ローラに対する前記ベルトの巻き付き角が、前記２次中間転写体上のトナー像を加圧変形するための変形角よりも広く、最大で１８０度以下であることを特徴とする。
請求項６の発明は、前記加圧変形手段が、前記２次中間転写体を介して対向している、回転しないフラットな面を保持することを特徴とする。
請求項７の発明は、前記加圧変形手段を少なくとも２箇所以上備えていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、感光体表面に静電潜像を形成し、トナー現像により可視像を形成し、この可視像を中間転写装置上に転写し、重ね合わせ状態に転写された合成カラー画像を、タイミングを合わせて、給紙・搬送部からの記録体に前記転写した合成カラー画像を定着し、排紙する画像形成装置において、前記中間転写装置として、請求項１乃至７項の何れか１項記載の中間転写装置を適用する画像形成装置を特徴とする。
請求項９に記載の発明は、感光体表面に静電潜像を形成し、トナー現像により可視像を形成し、この可視像を１次中間転写体上に転写し、重ね合わせ状態に１次転写された合成カラー画像を２次中間転写体上に静電気力によって２次転写し、さらに、この２次転写した合成カラー画像を３次転写体上に搬送し、タイミングを合わせて、給紙・搬送部からの記録体に３次転写した合成カラー画像を定着し、排紙する画像形成装置において、前記２次中間転写体として、請求項１乃至７項の何れか１項記載の中間転写装置を適用する画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、トナー像を平滑な中間転写体上で変形し、変形したトナー像を記録体に転写トナー像を中間転写体から加熱し、加圧することによって変形中間転写体上でトナー像を効率よく変形させることができる。
トナー像を変形するには、変形時にトナー像が溶融する温度になる必要があるが、本発明によれば、他部材への熱による影響なしに、広い加熱領域のため、瞬時にトナー像に必要な熱を与えるよりも、低温で時間を掛けて熱を与えることができ、効率よく所定の温度にすることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による中間転写装置を適用し得る画像形成装置であるタンデム型カラー複写機の主要な部分の構成を示す概略構成図である。図２は図１の画像形成装置に搭載した中間転写装置の第１の実施の形態を示す概略構成図である。図３は図２の中間転写装置におけるトナーの加熱領域と変形領域を説明する概略構成図である。
図１に示す画像形成装置であるタンデム型カラー複写機Ａは、装置本体中央部に画像形成部１と、２次中間転写体となる中間転写装置１２と、その下方に記録体Ｐの給紙部１Ｂを構成する給紙カセット１９、給紙部から記録体を取り出して給送する搬送部２０、２１、２２を設けている。
画像形成部１には、水平方向に延びる転写面を有する１次中間転写体となる中間転写ベルト２を配置し、中間転写ベルト２は駆動ローラ９と従動ローラ１０との間に張架して矢示Ｂ方向に回動可能にしている。中間転写ベルト２の転写面上には、ドラム状である感光体（像担持体）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂが中間転写ベルト２の移動方向に沿って間隔を置いて並置してある。
これらのドラム状の感光体（像担持体）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ（以下、特定しない場合には単に感光体３という）は、色分解色と補色関係にある色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のそれぞれの像形成物質であるトナーによる潜像を表面に形成する。

各感光体３は、それぞれ同じ方向（図１で反時計回り方向）に回転可能になっている。その周りには、画像形成処理を実行するために使用する帯電装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂ（以下、特定しない場合には単に帯電装置４という）を配置してある。
各感光体３の周りには、また、光書き込み手段としての書き込み装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂ（以下、特定しない場合には単に書き込み装置４という）を配置している。各感光体３の周りには、さらに、現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂ（以下、特定しない場合には単に現像装置６という）と、１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂ（以下、特定しない場合には単に１次転写ローラ７という）と、クリーニング装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂ（以下、特定しない場合には単にクリーニング装置８という）とをそれぞれ配置している。
各現像装置６には、それぞれ現像する色に対応したカラーのトナーが収容されている。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ベルトクリーニング装置１１を設けている。
また、駆動ローラ９と対向する位置に、２次中間転写手段となる中間転写装置１２が配置され、２次転写ローラ１４を設けて中間転写ベルト２及び２次中間転写ベルト（２次中間転写体）１３を介して２次転写部Ｔ２を形成している。また、２次転写ローラ１４と駆動ローラ９との間にはトナーを転写させるために電界を発生させるように２次転写ローラ１４に電圧を印加している。

２次中間転写ベルト１３は、２次転写ローラ１４と加熱ローラ１５と３次転写ローラ１８を内包して張架し回転可能になっている。２次転写ローラ１４と対向する２次中間転写ベルト１３の近傍にはクリーニング装置２９が配置されている。
３次転写装置を形成する３次転写ローラ１８は２次中間転写ベルト１３を介して対向する位置に加圧ローラ１７を配置し、図示してない加圧手段により加圧ローラ１７を３次転写ローラ１８へ加圧し、記録体Ｐへトナー像を転写する３次転写部Ｔ３を形成している。
加熱ローラ１５は対向する位置に配置されたトナーを変形させる加圧変形ローラ１６と２次中間転写ベルト１３を介して圧接しており、図示してない加圧手段により加熱ローラ１５を加圧し、加熱ローラ１５と加圧変形ローラ１６とでトナー変形部Ｇを形成している。
加熱ローラ１５による加熱領域Ｈ（図３）は、加圧変形ローラ１６による変形領域Ｆ（図３）と同領域（一致する）か、又は変形領域Ｆより上流の位置から開始（上流側に位置ずれ）している。加熱領域Ｈを上流に持ってくることでトナー画像がトナー変形部Ｇに入る前に、トナー画像が溶融し、変形し易くなる効果がある。また、加熱領域Ｈを変形領域Ｆより広くすれば、よりトナー画像に熱を与えることができ、溶融し易くなる効果がある。

３次転写部Ｔ３では加圧力を２〜５ｋｇｆ／ｃｍ^２にしている。変形部Ｇでは加圧力を０．５〜３ｋｇｆ／ｃｍ^２にしている。変形部Ｇでは、トナー画像を熱と圧力によって変形させるため、圧力のみによる変形より低い面圧にすることが可能である。
記録体Ｐは給紙カセット１９から３次転写部Ｔ３に搬送するように搬送部である給紙ローラ２０、搬送ローラ２１、レジストローラ２２を用いて給紙される。記録体Ｐは、３次転写部Ｔ３を通過した後、定着装置２６へ搬送される。この定着装置２６には、定着ローラ方式を用いる。
定着ローラ２７は図示してないハロゲンヒータを内包している。定着ローラ２７に対向した加圧ローラ２８は定着ローラ２７を加圧している。定着ローラ２７は所定の温度に制御され、搬送された記録体Ｐを定着ローラ２７と加圧ローラ２８の圧接部で加熱、加圧する。
定着ローラ２７は、金属製の芯金に弾性層を有し、０．１〜０．５ｍｍのシリコンゴム層を設ける。さらに、表面に離型性向上のためにシリコンオイルのような離型剤を塗布、又はフッ素系樹脂の層を付加して使用する。ここではフッ素系樹脂層は表層硬度を低硬度にするために１０μｍのＰＦＡチューブを使用している。
シリコン層のみでも低硬度であるが、その耐久性を考慮すると、薄層のフッ素系樹脂の使用が効果的である。ここで言う低硬度とは微小硬度であり、例えば、使用温度におけるユニバーサル硬度において、記録体の粗さに対応した進入量２０μｍで１Ｎ／ｃｍ^２以下が好ましい。これは薄層となったトナーを記録体の凹凸へ追従させる効果がある。

上述したカラー複写機Ａの動作を説明する。このカラー複写機Ａは、作像動作を開始させると、フルカラーの画像形成時には感光体３Ｙの表面が帯電装置４により一様に帯電される。その帯電面に書き込み装置５による光書き込みが画像読み取り部からの画像情報に基づいて行われ、そこにイエロー色に対応した静電潜像が形成される。
その静電潜像は、イエローのトナーを収容した現像装置６により現像されてトナー像（可視像）となり、そのトナー像は所定のバイアスが印加された１次転写ローラ７により中間転写ベルト２上に１次転写される。
同様に、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応する各感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ上にもそれぞれ対応する色のトナー像が形成され、その各色のトナー像が中間転写ベルト２上に順次重ね合わせ状態に１次転写されていく。
そして、その１次転写後に各感光体３上に残留したトナーは、各クリーニング装置８により除去される。また、各トナー像の転写後には、各感光体３の電位が図示してない除電ランプによって除電されて初期化され、次の作像工程に備える。

中間転写ベルト２上に重ね合わせ状態に１次転写された合成カラー画像（未定着画像）は、駆動ローラ９と２次転写ローラ１４との間に図示してない２次バイアス印加手段から印加されるバイアス（ＡＣ、パルスなどの重畳を含む）により、２次転写位置Ｔ２で２次中間転写ベルト１３側に静電気力によって２次転写される。
２次中間転写ベルト１３へ搬送されたトナー画像は加熱ローラ１５と加圧変形ローラ１６との間（トナー変形部Ｇ）に搬送される。加熱ローラ１５は所定の温度に制御されている。
搬送されたトナー画像は加熱ローラ１５の熱によって加熱され、加圧変形ローラ１６の加圧によって変形し、トナー画像の面積率が高くなる。その後、加圧ローラ１７と３次転写ローラ１８との間（３次転写部Ｔ３）に搬送される。
トナー画像が３次転写部Ｔ３のニップ部に突入するタイミングに合わせ、給紙・搬送部の給紙カセット１９の給紙コロ２０が回転し、記録体Ｐの最上紙から１枚ずつ分離されて給紙される。
その給紙された記録体Ｐは、搬送ローラ対２１により停止状態にあるレジストローラ対２２まで搬送されていったん停止する。記録体Ｐは、レジストローラ対２２に先端が突き当てられることにより斜め送り（スキュー）が修正される。その後、２次中間転写ベルト１３上のトナー画像の先端と一致する正確なタイミングで３次転写部Ｔ３に向けて送り出される。
トナー変形部Ｇで変形されたトナー画像と記録体Ｐは、３次転写部Ｔ３で圧接すると同時に加圧されながら搬送される。トナー画像が転写された後の記録体Ｐは定着装置２６へ搬送される。その後、図示してない排紙トレイ等に排出される。

２次中間転写ベルト１３は、例えば、２層構造で構成し、内側の基層をポリイミド樹脂で形成し、その外側に弾性層として厚さ０．０５〜０．５ｍｍのシリコンゴムを形成している。
なお、２次中間転写ベルト１３を、この２次中間転写ベルト１３の裏面から加熱するので、薄層にするほど加熱効率は高くなるが、この場合には、ベルト寿命や耐久性を考慮する必要がある。
また、ベルト表層の弾性層は変形したトナー画像を記録体Ｐへ転写する３次転写部Ｔ３において、トナー画像を記録体Ｐの表面に追従させることができ、３次転写部において転写性を確保するのに効果的である。
例えば、粗い記録体へ薄層にされたトナー画像を転写するには、３次転写部Ｔ３の加圧力を高くするか、トナー画像を軟化させるために２次中間転写ベルト１３をより加熱することで効果がある。しかし、高加圧による部材の耐久性の低下や、高温加熱による消費エネルギの増大、さらに、２次中間転写ベルト１３を通じて１次中間転写ベルト２に熱が回り込み、画像形成部１が昇温して画像流れやブロッキングなどの問題が発生する。
このような問題を防止するため、記録体Ｐの表面凹凸に追従する部材が好ましい。ここでは、部材の表面硬度が従来のＪＩＳ硬度のように記録体繊維間隔より広い領域で測定する硬度では追従性に対応できず、ミクロ的な硬度であるユニバーサル硬度で対応できる。そこで、記録体Ｐと接触する２次中間転写ベルト１３の部材表層硬度としてＨＵ１．０Ｎ／ｍｍ^２以下（侵入量２０μｍ、）を用いる。
また、ここでは２次転写ベルト１３の表層を弾性層としたが、トナー画像の安定した離型性と劣化防止のため、さらに表層として弾性層を厚さ５〜２０μｍのフッ素系樹脂系材料であるＰＦＡ（四フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）やＰＴＦＥ（四フッ化エチレン共重合体樹脂）で形成（チューブ）しても有効である。

図２及び図３は図１の画像形成装置に搭載した２次中間転写装置の２次中間転写ベルト周辺を示している。トナー変形部Ｇの加圧変形ローラ１６は、金属製の芯金の表層を、フッ素系樹脂材料であるＰＦＡ（四フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン共重合体樹脂）で被覆した層を形成している。
ここでは、前述のとおり、２次中間転写装置１２は、２次中間転写体である２次中間転写ベルト１３が加熱ローラ１５と接触してからトナー変形部Ｇまでの加熱領域Ｈを形成する。加熱ローラ１５を通して２次中間転写ベルト１３を加熱し、その熱でトナー画像を加熱した後、加熱ローラ１５と加圧変形ローラ１６との変形領域Ｆにより、熱と圧力によってトナー画像を変形する。
この加熱領域Ｈは、２次中間転写ベルト１３が加熱ローラ１５を通してこの２次中間転写ベルト１３上へ熱を伝達できる時間以上の領域にすることが好ましい。これにより、トナー画像の加熱温度を十分変形させるために必要な軟化温度にすることができ、より効率的に変形させることができる。

また、加熱領域Ｈを変形領域Ｆより広くとることで、トナー画像により多くの熱を与えることができ、変形時に必要な軟化状態にすることができる。さらに、トナー画像の温度は、２次中間転写ベルト１３との接触面側の温度が加圧変形ローラ１６との接触面側の温度より高温になっている。
このため、トナー変形部Ｇで加圧されたトナー画像は温度の高い２次中間転写ベルト１３との付着力が高くなり、加圧変形ローラ１６へトナーがオフセットするのを防止する効果がある。
その後、トナー変形部Ｇを通過したトナー画像は３次転写部Ｔ３へ搬送され、記録体Ｐと接触侠圧することでトナー画像を記録体Ｐへ転写する。この転写は上流でトナー画像に与えた熱によりトナー画像が軟化しているので記録体Ｐに付着し易いという効果を利用している。
この効果をより高く得るには、３次転写部Ｔ３から変形部Ｇへの移動時間を短くすれば、トナー像からの放熱を少なくできるので、トナー温度を低下させずに維持するので、より付着し易い効果が得られる。
トナー画像を作成する場合に、必要な画像濃度を得ることが目標の１つとなる。この必要な画像濃度は、記録体Ｐの表面粗さによって適正値が異なり、表面粗さが粗いほどトナー量が多く必要になってくる。
その理由は、前述したように、記録体Ｐへトナー画像を転写すると、記録体表面の微細な凹凸が影響し、凹部へトナーが入り込むため、１００％ベタ画像ではそのトナー面積率が低くなることにある。

図１２に示したように、従来、記録体へトナー画像を転写後に定着装置で定着すると、トナー面積率は若干広がるが、粗い記録体の場合、加圧変形されるのは凸部なのでよりトナー変形率は小さい。従って、粗い表面の記録体では目標となる画像濃度を満足するにはトナー量を多くする必要があった。
例えば、トナー粒径６μｍを用いてトナー量０．４ｍｇ/ｃｍ^２で１００％ベタ画像を作成する場合、トナー画像転写後は平滑度の高い（Ｒｚ２μｍ）記録体ではトナー面積率は９０％である。
これに対し、平滑度の悪い（Ｒｚ５０μｍ）記録体では８０％となる。定着装置により変形した後の面積は高平滑９７％で、低平滑は８２％と変形率は小さく、目標とする画像濃度を得るには０．５ｍｇ/ｃｍ^２のトナー量が必要であった。

本実施の形態では、トナー変形部Ｇまでに事前にトナーを加熱軟化した状態で平滑な部材上で加圧変形しているので、トナーへの圧力バラツキが小さくなり、トナーの変形が安定したものとなる。記録体へ転写する前に安定した変形ができるため、記録体の表面粗さに関係なく、同じトナー量で画像を作成することができる。
また、本実施の形態では２次中間転写ベルト１３は３次転写部Ｔ３での転写性を確保するため表層を低硬度にしている。そのため、トナー変形部Ｇにおいてより変形させるために、変形ローラ１６の表層は２次中間転写ベルト１３より高硬度としているため、トナー画像の変形率を大きくでき、少ないトナー量でトナー面積率を確保することができる。
これまで、加熱ローラ１５を用いた中間転写装置について述べているが、他の加熱方式としてＩＨコイル２３を用いることにより中間転写ベルト１３自体を発熱させてトナー画像を加熱する方式もある。

図４は本発明による中間転写装置の第２の実施の形態を示す概略構成図である。図５は図４の中間転写装置におけるトナーの加熱領域と変形領域を説明する概略構成図である。
駆動ローラ９と対向する位置に、２次中間転写を行う中間転写装置１２が配置され、２次転写ローラ１４を設けて中間転写ベルト２及び２次中間転写ベルト１３を介して２次転写部Ｔ２を形成している。
また、２次転写ローラ１４と駆動ローラ９の間にはトナーを転写させるために電界を発生させるように２次転写ローラ１４に電圧を印加している。前記実施形態では加熱ローラとして機能したローラ１５はここでは２次中間転写ベルト１３の支持ローラとしてのみ用い、ローラ１５、１６の上流側に配置したＩＨコイル３０が２次中間転写ベルト１３自体を発熱させてトナー画像を加熱する構成となっている。
ここで示す２次転写装置１２の全体構造は図２に示した２次転写装置１２と同様である。従って、同一部分には同一の符号を付して、本実施の形態で必要以外の重複する説明は省略する。
加熱ローラ１５を用いた構成よりも加熱領域Ｈ（図５）を広く取ることができ、加熱ローラ１５による中間転写ベルト１３への熱伝導よりも、瞬時に中間転写ベルト１３を加熱することができ、低エネルギでトナー画像の加熱を行なうことができる。

図６は本発明による中間転写装置の第３の実施の形態を示す概略構成図である。駆動ローラ９と対向する位置に、２次中間転写を行う中間転写装置１２が配置され、２次転写ローラ１４を設けて中間転写ベルト２及び２次中間転写ベルト１３を介して２次転写部Ｔ２を形成している。
２次転写装置１２の全体構造は図２に示した２次転写装置１２と同様である。従って、同一部分には同一の符号を付して、本実施の形態で必要以外の重複する説明は省略する。
上述した第１の実施の形態に対し、この第３の実施の形態では、加熱ローラ１５の径を加圧変形ローラ１６の径より大きくしている。これによって、中間転写ベルト１３が加熱ローラ１５と接触している面積、すなわち、加熱領域Ｈが広くなり、トナー画像への熱量が増える。従って、トナー画像が軟化し易くなり、変形効率が高くなる。
トナー変形部を構成する中間転写体として、中間転写ベルト１３を用いている。この中間転写ベルト１３は薄肉のため、熱伝導率が高く、トナー画像へ熱を伝え易い。また、フレキシブルに形状を変えることができるため、部品スペースを低く抑えることができる。
このように、トナー像を均一に変形するには、平滑で安定した部材上で行ない、中間転写体からトナー像へ熱を効率よく伝える必要がある。このため、中間転写体として中間転写ベルト１３を用いることで、薄肉で熱が伝わり易く、トナー像を効率よく加熱することができる。

図７は本発明による中間転写装置の第４の実施の形態を示す概略構成図である。駆動ローラ９と対向する位置に、トナー画像変形部を構成する中間転写体としての中間転写ローラ２５を配置する。
ここで示す中間転写ローラ２５の周辺の構成は図２に示した２次転写装置１２の周辺の構成と同様である。従って、同一部分には同一の符号を付して、本実施の形態で必要以外の重複する説明は省略する。
この実施形態では、中間転写ベルト１３に代えて中間転写ローラ（中間転写体）２５を用いている。クリーニング装置２９は中間転写ローラ２５の周部に設けられている。
この中間転写ローラ２５は安定してトナー画像を保持することができ、トナー画像変形時のバラツキが少ない。また、１つの部品の周部に２次転写部Ｔ２、変形部Ｇ、３次転写部Ｔ３の機能を集中することができ、部品コストを抑えることができる。
トナー像を均一に変形するには、平滑で安定した部材上で行う必要がある。中間転写ローラ２５を用いることで、平滑で安定したローラ上で、トナー像を均一に変形することができる。
また、１個のローラによって、像担持体（１次転写ベルト）からのトナー像転写、トナー像変形、記録体へのトナー像転写の機能を担うことができ、部品点数が少なくて済む。
トナー像を加圧変形する加圧変形部において、トナー像を加熱している中間転写体である回転体（中間転写ローラ２５）の径が大きい。このため、中間転写体上のトナー像が、これを加圧変形させる対向する回転体（加圧変形ローラ１６）とのニップ部に突入するまでに、トナー像が回転体（中間転写ローラ２５）から熱を得る時間（距離）が増える。
トナー像に熱を掛ける時間が増えれば、回転体（中間転写ローラ２５）の加熱温度を、トナーが瞬時に溶融するために必要な温度より低くしても、十分な熱量を与えることができる。

図８は本発明による中間転写装置の第５の実施の形態を示す概略構成図である。ここで示す２次転写装置１２の全体構造は図２に示した２次転写装置１２と同様である。従って、同一部分には同一の符号を付して、本実施の形態で必要以外の重複する説明は省略する。
中間転写ベルト１３を用いる中間転写装置において、加熱ローラ１５に対する中間転写ベルト１３の巻き付き角を、トナー像を変形するトナー変形部におけるニップ角よりも大きくする。
これによって、中間転写ベルト１３が加熱ローラ１５と接触する面積、すなわち加熱領域Ｈが広くなり、トナー画像への熱量が増える。よって、トナー画像が軟化し易くなり、変形効率が高くなる。
トナー像を保持している中間転写ベルト１３が、トナー像を加熱する回転体（加熱ローラ１５）に巻き付いている角度が大きいほど、中間転写ベルト１３に熱が伝わる領域が増え、トナー像に熱が伝わり易い。ここで、加熱領域Ｈを広くするために中間転写ベルト１３の巻き付き角を１８０度以上にした方が良好な効果を得られると考えられる。
しかしながら、巻き付き角を１８０度以上にするには、トナー像を加熱している回転体（加熱ローラ１５）の径を大きくするか、追加部品を用いて中間転写ベルト１３の巻き付き角を増やす必要があり、大径による消費熱量の増大や追加部品によるコストアップが課題となり、逆効果となってしまう。

図９は本発明による中間転写装置の第６の実施の形態を示す概略構成図である。ここで示す２次転写装置１２の全体構造は図２に示した２次転写装置１２と同様である。従って、同一部分には同一の符号を付して、本実施の形態で必要以外の重複する説明は省略する。
中間転写ベルト１３を用いた中間転写装置１２において、トナー変形部Ｇｆが、加圧変形ローラ１６とフラットな部材１６ｆで構成されている。これによって、トナー変形部Ｇｆが、これまでの第１乃至第５の実施の形態におけるトナー変形部Ｇよりも広くなり、軟化したトナー画像を変形する時間が増え、変形効率が高くなる。
また、加圧変形ローラ１６を低硬度にすれば、トナー変形部Ｇｆがさらに広くなり、より変形し易くなる。さらに、中間転写ベルト１３が加熱領域を通過した後に、変形領域においてフラットな部材１６ｆを配置することで、トナー像を保持していない中間転写ベルト１３の裏面に対し冷却効果を生み出す。
中間転写体（中間転写ベルト１３）上でトナー像を効率よく加圧変形するために、トナー像加圧変形手段（加圧変形ローラ１６）は、中間転写体を介して、それに対向しているフラットを有する部材を配置している。
これにより、トナー像加圧変形手段とフラットな面を有する部材とで構成されるニップ幅が、回転体同士でニップを形成するよりもニップ幅を広く形成することができ、トナー像を効率よく変形することができる。

図１０は本発明による中間転写装置の第７の実施の形態を示す概略構成図である。ここで示す２次転写装置１２の全体構造は、基本的には、図２に示した２次転写装置１２と同様である。従って、同一部分には同一の符号を付して、本実施の形態で必要以外の重複する説明は省略する。
この第７の実施の形態は、また、第６の実施の形態のようなトナー変形部Ｇｆを有し、加熱方式がＩＨコイル３０を用いている構成の中間転写装置を示している。ローラによる加熱方式に比べ、中間転写体ベルト１３を加熱するための熱エネルギを少なくでき、加熱領域を広くすることも可能である。さらに、フラットな部材１６ｆによりトナー変形部Ｇｆの範囲を広くとれ、加熱、加圧領域ともに効率を高くすることができる。

図１１は本発明による中間転写装置の第８の実施の形態を示す概略構成図である。ここで示す２次転写装置１２の全体構造は、基本的には、図７に示した２次転写装置１２と同様である。従って、同一部分には同一の符号を付して、本実施の形態で必要以外の重複する説明は省略する。
中間転写体２５上のトナー画像を加熱後、変形するトナー変形部Ｇを２箇所以上（第８の実施の形態ではＧａ、Ｇｂの２箇所）設けていることで、変形効率が高くなる。ここで、加熱領域は最初のトナー変形部Ｇａよりも上流に配置することで、トナー画像を変形し易くする。
上述した中間転写装置を画像形成装置に適用すれば、トナー像を平滑な中間転写体上で変形し、変形したトナー像を記録体に転写トナー像を中間転写体から加熱し、加圧することによって変形中間転写体上でトナー像を効率よく変形させることができる。

本発明による中間転写装置を適用し得る画像形成装置であるタンデム型カラー複写機の主要な部分の構成を示す概略構成図である。 図１の画像形成装置に搭載した中間転写装置の第１の実施の形態を示す概略構成図である。 図２の中間転写装置におけるトナーの加熱領域と変形領域を説明する概略構成図である。 本発明による中間転写装置の第２の実施の形態を示す概略構成図である。 図４の中間転写装置におけるトナーの加熱領域と変形領域を説明する概略構成図である。 本発明による中間転写装置の第３の実施の形態を示す概略構成図である。 本発明による中間転写装置の第４の実施の形態を示す概略構成図である。 本発明による中間転写装置の第５の実施の形態を示す概略構成図である。 本発明による中間転写装置の第６の実施の形態を示す概略構成図である。 本発明による中間転写装置の第７の実施の形態を示す概略構成図である。 本発明による中間転写装置の第８の実施の形態を示す概略構成図である。 従来技術における、粗い記録体へのトナー画像の転写とその後の定着装置で定着の状態を示す概略図である。

符号の説明

１ 画像形成部、１Ｂ 給紙部、２ １次中間転写体（１次中間転写ベルト）、３ 像担持体（感光体）、６ 現像装置、７ １次転写ローラ、１２ 中間転写装置（２次中間転写装置）、１３ 中間転写体（２次中間転写ベルト）、１４ ２次転写ローラ、１５ 回転体（加熱手段、加熱ローラ）、１６ 回転体（加圧変形手段、加圧変形ローラ）、１７ 加圧ローラ、１８ ３次転写ローラ、２５ 回転体（中間転写ローラ）、２６ 定着装置、３０ ＩＨコイル、Ａ 画像形成装置（カラー複写機）、Ｆ 変形領域、Ｇ トナー変形部、Ｇａ 第１トナー変形部、Ｇｂ 第２トナー変形部、Ｈ 加熱領域、Ｔ２ ２次転写部、Ｔ３ ３次転写部、

Claims (9)

1. 像担持体から１次中間転写体を介して転写されたトナー像を支持する２次中間転写体を備え、該２次中間転写体から記録体へトナー像を転写定着又は転写する中間転写装置において、前記２次中間転写体上の前記トナー像を加熱する加熱手段、及び前記トナー像を加圧変形する加圧変形手段を有し、前記加熱手段によって前記トナー像を加熱する加熱領域の面積がそれよりも下流側に設けた前記加圧変形手段による変形領域よりも広いことを特徴とする中間転写装置。
2. 像担持体から１次中間転写体を介して転写されたトナー像を支持する２次中間転写体を備え、該２次中間転写体から記録体へ転写定着又は転写する中間転写装置において、前記２次中間転写体上の前記トナー像を加熱する加熱手段、及び前記トナー像を加圧変形する加圧変形手段を有し、
   この加圧変形手段に対向してこれとともにトナー像加圧変形部を構成する前記２次中間転写体としての回転体を配置し、この回転体は前記加熱手段を備え、前記回転体の径が前記加圧変形手段の径よりも大きいことを特徴とする中間転写装置。
3. 前記回転体がローラであることを特徴とする請求項２記載の中間転写装置。
4. 前記回転体がベルトであることを特徴とする請求項２記載の中間転写装置。
5. 前記２次中間転写体は加熱ローラを含む複数のローラにより支持されたベルトであり、前記加熱ローラに対する前記ベルトの巻き付き角が、前記２次中間転写体上のトナー像を加圧変形するための変形角よりも広く、最大で１８０度以下であることを特徴とする請求項１記載の中間転写装置。
6. 前記加圧変形手段が、前記２次中間転写体を介して対向している、回転しないフラットな面を保持することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の中間転写装置。
7. 前記加圧変形手段を少なくとも２箇所以上備えていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の中間転写装置。
8. 感光体表面に静電潜像を形成し、トナー現像により可視像を形成し、この可視像を中間転写装置上に転写し、重ね合わせ状態に転写された合成カラー画像を、タイミングを合わせて、給紙・搬送部からの記録体に前記転写した合成カラー画像を定着し、排紙する画像形成装置において、前記中間転写装置として、請求項１乃至７項の何れか１項記載の中間転写装置を適用することを特徴とする画像形成装置。
9. 感光体表面に静電潜像を形成し、トナー現像により可視像を形成し、この可視像を１次中間転写体上に転写し、重ね合わせ状態に１次転写された合成カラー画像を２次中間転写体上に静電気力によって２次転写し、さらに、この２次転写した合成カラー画像を３次転写体上に搬送し、タイミングを合わせて、給紙・搬送部からの記録体に３次転写した合成カラー画像を定着し、排紙する画像形成装置において、前記２次中間転写体として、請求項１乃至７項の何れか１項記載の中間転写装置を適用することを特徴とする画像形成装置。

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