(57)【要約】【課題】消費エネルギが低く、表面の凹凸が極めて大きな記録媒体を通紙した場合であっても画像のドット再現性低下の程度が小さく、定着性が良好で高画質な画像を形成することができる、転写定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】転写定着部材２７と加圧部材６７Ａ、６７Ｂ、６８とによって形成されるニップ部に向けて搬送される記録媒体Ｐの転写定着面を加熱する加熱手段８７、８８を備える。そして、記録媒体Ｐの搬送方向に対してニップ部における中心位置から下流側の位置にかけて、転写定着部材２７と加圧部材６７Ｂとの間に転写電界を形成する。【選択図】図２
2010210840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の転写定着面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、
トナー像を担持するとともに、所定方向に走行する転写定着部材と、
前記転写定着部材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、
前記ニップ部に向けて搬送される記録媒体の前記転写定着面を加熱する加熱手段と、
を備え、
記録媒体の搬送方向に対して前記ニップ部における中心位置から下流側の位置にかけて、前記転写定着部材と前記加圧部材との間に、前記転写定着部材に担持されたトナー像を記録媒体上に転写させる方向の電界を形成することを特徴とする転写定着装置。
【請求項２】
記録媒体の搬送方向に対して前記ニップ部における中心位置から上流側の位置にかけて、前記転写定着部材と前記加圧部材との間に電位差を形成しないことを特徴とする請求項１に記載の転写定着装置。
【請求項３】
前記加圧部材は、
記録媒体の搬送方向に対して前記ニップ部における中心位置から上流側の位置にかけて加圧ベルトを介して前記転写定着部材に圧接する第１加圧パッドと、
記録媒体の搬送方向に対して前記ニップ部における中心位置から下流側の位置にかけて加圧ベルトを介して前記転写定着部材に圧接する第２加圧パッドと、
を具備し、
前記第２加圧パッドにのみ電圧が印加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。
【請求項４】
前記転写定着部材と前記加圧部材との間に形成される前記電界は、記録媒体及び前記転写定着部材の加熱がされていないものとしたときに前記ニップ部において転写率が７０％となるように印加される電圧よりも低い電圧を印加することにより形成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の転写定着装置。
【請求項５】
前記ニップ部に搬送される記録媒体の前記転写定着面の凹凸の大きさを直接的又は間接的に検知する検知手段を備え、
前記検知手段によって検知される前記転写定着面の凹凸の大きさが所定値を超える場合にのみ、前記転写定着部材と前記加圧部材との間に前記電界を形成することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の転写定着装置。
【請求項６】
前記ニップ部に搬送される記録媒体の前記転写定着面の凹凸の大きさを直接的又は間接的に検知する検知手段と、
前記加圧部材と前記転写定着部材とによる前記ニップ部における圧接力を可変する可変手段と、
を備え、
前記検知手段によって検知される前記転写定着面の凹凸の大きさが所定値以下である場合に、前記ニップ部における圧接力が小さくなるように前記可変手段を制御す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。
【請求項７】
前記転写定着部材に担持されたトナー像を加熱する第２の加熱手段を備えた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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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〜特許文献３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。
【０００３】
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。
【０００４】
さらに、転写定着装置を備えた画像形成装置は、転写定着工程がおこなわれるニップ部（転写定着部材と加圧部材との当接位置である。）に搬送される記録媒体上に未定着のトナー像が担持されないために、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、記録媒体の搬送経路に対する制約が少なくなる。すなわち、転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置は、定着工程がおこなわれるニップ部（定着部材と加圧部材との当接位置である。）に搬送される記録媒体上に未定着のトナー像が担持されるために、転写部から定着部に至る搬送経路には未定着トナー像に接触しないための制約が課せられる。したがって、転写定着装置を備えた画像形成装置は、記録媒体の搬送経路に対する設計上の自由度が高く、記録媒体の搬送性を高めることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の転写定着装置は、トナー像を担持する転写定着部材を加熱してトナー像を加熱・溶融しているために、長寿命化のために転写定着ベルト（転写定着部材）が厚くなったり、大型のタンデム型の画像形成装置に設置するために転写定着ベルトの周長が長くなったりした場合に、転写定着ベルトの熱効率が低下してしまっていた。そのため、転写定着装置における消費エネルギが大きくなっていた。
さらに、従来の転写定着装置は、上述した転写定着ベルトの加熱工程に加えて、作像部の熱的損傷を低減するために転写定着工程後の転写定着ベルトを冷却する冷却工程がおこなわれている場合が多かった。このような加熱・冷却のサイクルが繰り返されるために、転写定着装置における消費エネルギが大きくなっていた。
【０００６】
本願発明者は、このような問題を解決するために研究を重ねた結果、転写定着ベルト（転写定着部材）の加熱を最小限に抑えて、トナーの加熱・溶融に必要な熱量を、ニップ部に搬送される直前に記録媒体を効率的に加熱することで補足する方策を知得した。このような方策を具現化するためには、ニップ部に対して記録媒体の搬送方向上流側であってニップ部の近傍に、記録媒体の転写定着面を加熱する加熱手段を設けることが考えられる。
しかし、その場合であっても、表面の凹凸の大きさが３０μｍ程度の表面性の極めて粗い記録媒体（凹凸紙）を通紙したときには、普通紙（表面性が比較的滑らかな記録媒体である。）を通紙したときに比べて、画像のドット再現性が低下してしまう可能性が高かった。
【０００７】
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、消費エネルギが低く、表面の凹凸が極めて大きな記録媒体を通紙した場合であっても画像のドット再現性低下の程度が小さく、定着性が良好で高画質な画像を形成することができる、転写定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、記録媒体の転写定着面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、トナー像を担持するとともに、所定方向に走行する転写定着部材と、前記転写定着部材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、前記ニップ部に向けて搬送される記録媒体の前記転写定着面を加熱する加熱手段と、を備え、記録媒体の搬送方向に対して前記ニップ部における中心位置から下流側の位置にかけて、前記転写定着部材と前記加圧部材との間に、前記転写定着部材に担持されたトナー像を記録媒体上に転写させる方向の電界を形成するものである。
【０００９】
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、記録媒体の搬送方向に対して前記ニップ部における中心位置から上流側の位置にかけて、前記転写定着部材と前記加圧部材との間に電位差を形成しないものである。
【００１０】
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、前記加圧部材は、記録媒体の搬送方向に対して前記ニップ部における中心位置から上流側の位置にかけて加圧ベルトを介して前記転写定着部材に圧接する第１加圧パッドと、記録媒体の搬送方向に対して前記ニップ部における中心位置から下流側の位置にかけて加圧ベルトを介して前記転写定着部材に圧接する第２加圧パッドと、を具備し、前記第２加圧パッドにのみ電圧が印加されるものである。
【００１１】
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１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記転写定着部材と前記加圧部材との間に形成される前記電界は、記録媒体及び前記転写定着部材の加熱がされていないものとしたときに前記ニップ部において転写率が７０％となるように印加される電圧よりも低い電圧を印加することにより形成されるものである。
【００１２】
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〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記ニップ部に搬送される記録媒体の前記転写定着面の凹凸の大きさを直接的又は間接的に検知する検知手段を備え、前記検知手段によって検知される前記転写定着面の凹凸の大きさが所定値を超える場合にのみ、前記転写定着部材と前記加圧部材との間に前記電界を形成するものである。
【００１３】
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、前記ニップ部に搬送される記録媒体の前記転写定着面の凹凸の大きさを直接的又は間接的に検知する検知手段と、前記加圧部材と前記転写定着部材とによる前記ニップ部における圧接力を可変する可変手段と、を備え、前記検知手段によって検知される前記転写定着面の凹凸の大きさが所定値以下である場合に、前記ニップ部における圧接力が小さくなるように前記可変手段を制御するものである。
【００１４】
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、前記転写定着部材に担持されたトナー像を加熱する第２の加熱手段を備えたものである。
【００１５】
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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、転写定着工程がおこなわれるニップ部における中心位置から下流側の位置にかけて、転写定着部材と加圧部材との間に転写電界を形成しているため、消費エネルギが低く、表面の凹凸が極めて大きな記録媒体を通紙した場合であっても画像のドット再現性低下の程度が小さく、定着性が良好で高画質な画像が形成される、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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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２】転写定着装置の一部を示す拡大図である。
【図３】転写定着装置のニップ部の近傍を示す拡大図である。
【図４】記録媒体の表面の凹凸に追従して変形する転写定着ベルトを示す模式図である。
【図５】トナーの温度と表面電位との関係を示すグラフである。
【図６】実験結果を示すグラフである。
【図７】別の形態の転写定着装置を示す概略図である。
【図８】この発明の実施の形態２における転写定着装置の近傍を示す拡大図である。
【図９】この発明の実施の形態３における画像形成装置の一部を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明を実施するための形態について、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。
【００１９】
実施の形態１．
図１〜図７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（像担持体）、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転写定着ベルト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。
【００２０】
また、２７は複数色のトナー像が重ねて転写される転写定着部材としての転写定着ベルト、２９は転写定着工程後の転写定着ベルト２７を清掃するクリーニング装置（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、６７は加圧ベルト６８を介して転写定着ベルト２７に圧接してニップ部を形成する加圧部材としての加圧パッド、７０は転写定着ベルト２７を加熱する第２の加熱手段としてのヒータ、８５は転写定着ベルト２７の幅方向温度分布を均一化するとともに転写定着ベルト２７を冷却する冷却手段としての均しローラ、８７は転写定着工程直前の記録媒体Ｐをニップ部に案内しながら加熱する加熱手段としての加熱板、９１は記録媒体Ｐを加熱板８７に向けて付勢する付勢部材としてのブラシ状ローラ、を示す。
【００２１】
ここで、転写定着装置６６は、転写定着部材としての転写定着ベルト２７、加熱手段としての加熱装置８７、８８、加圧部材６７、６８、ブラシ状ローラ９１（付勢部材）、第２の加熱手段としてのヒータ７０、均しローラ８５、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。）。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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２８Ａ〜２８Ｃ、８５に張架・支持された転写定着ベルト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、転写定着ベルト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、転写定着ベルト２７（転写定着部材）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。）。
【００２９】
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。
【００３０】
他方、感光体ドラム２１上の各色のトナー像が重ねて転写・担持された転写定着ベルト２７の表面は、図中の矢印方向に走行して、加圧ベルト６８（加圧部材）との当接位置（ニップ部である。）に達する。ここで、本実施の形態１における転写定着装置６６には、ニップ部の上流側で転写定着ベルト２７（又は、転写定着ベルト２７に担持されたトナー像）を加熱するヒータ７０（第２の加熱手段）が設置されているが、このヒータ７０による加熱量は従来のものに比べてかなり小さく設定されている。
転写定着ベルト２７に担持されたトナー像は、転写定着ベルト２７と加圧ベルト６８とのニップ部にて、記録媒体Ｐの転写定着面（おもて面）に転写されるとともに定着される（転写・定着工程である。）。詳しくは、記録媒体Ｐの転写定着面がニップ部の直前で加熱板８７（加熱手段）によって加熱されて、ニップ部にて、転写定着面の熱と、ヒータ７０（第２の加熱手段）によって予備的に加熱された転写定着ベルト２７の熱と、によってトナー像が加熱・溶融されるとともに、ニップ部の圧力によってトナー像が転写定着面に定着される。なお、転写定着装置６６の構成・動作については、後で図２及び図３を用いてさらに詳しく説明する。
その後、転写定着ベルト２７表面は、ベルトクリーニング部２９の位置に達する。そして、転写定着ベルト２７上の残トナー等の付着物がベルトクリーニング装置２９に回収されて、転写定着ベルト２７上の一連の転写定着プロセスが完了する。
【００３１】
なお、転写定着ベルト２７に対向する位置であって、最下流にあるイエロー用の感光体ドラム２１の下流側の位置であってニップ部の上流側の位置に、トナー検知センサや、転写定着ベルト２７に対して接離自在に構成されたクリーニング機構を設置することもできる。そして、上述した作像プロセスを経て転写定着ベルト２７上に形成した画像調整用のパターン画像をトナー検知センサで検知して、その検知結果に基いて各色の濃度補正や色ずれ補正等をおこなうことができる。その場合、転写定着ベルト２７上に形成した画像調整用のパターン画像は、加圧ベルト６８とのニップ部に達する前に、クリーニング機構によって除去されることになる。
また、本実施の形態１では、第２の加熱手段としてのヒータ７０を転写定着ベルト２７の外周面に対向する位置に設置したが、第２の加熱手段としてのヒータ７０を転写定着ベルト２７の内周面に対向する位置に設置することもできる。
【００３２】
ここで、転写定着装置６６のニップ部に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部６１から搬送ガイド６３、レジストローラ６４、加熱板８７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２７上のトナー像とタイミングを合わせて、転写定着ベルト２７と加圧ベルト６８とのニップ部に向けて搬送される。このとき、ニップ部に向けて搬送される記録媒体Ｐは加熱板８７（図２を参照できる。）に案内されるとともに、ブラシ状ローラ９１によって加熱板８７に向けて付勢されながら、記録媒体Ｐの転写定着面のみが加熱板８７によって加熱される。
その後、フルカラー画像が転写・定着された記録媒体Ｐは、排紙搬送経路を通過して、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における画像形成装置は、記録媒体Ｐの搬送速度（又は、プロセス線速）が、３００ｍｍ／秒程度に設定されている。
【００３３】
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ることが好ましい。具体的に、トナーの軟化点（１／２流出温度）は１００℃程度であることが好ましい。
トナー結着樹脂としては、以下の組成のものを使用することができる。
例えば、ポリエステル、ポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、 スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレンーイソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体が挙げられる。
また、以下の樹脂を混合して使用することもできる。ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられる。この中で特に、ポリエステル樹脂を含有しているものは充分な定着性を得るために、好ましい。特に結晶性ポリエステル樹脂は、紙接触時に充分に軟化溶融し、定着強度とともに色再現性の高い画像形成が可能となる。ポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られるが、用いられるアルコールとはポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール等のジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリエキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフェノル類、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価のアルコール単体、その他の２価のアルコール単体を挙げることができる。
また、ポリエステル樹脂を得るために用いられるカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価の有機酸単量体、これらの酸無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸の２量体、その他の２価の有機酸単量体を挙げることができる。
バインダー樹脂として用いるポリエステル樹脂を得るためには、以上の２官能性単量体のみによる重合体のみでなく、３官能以上の多官能性単量体による成分を含有する重合体を用いることも好適である。かかる多官能性単量体である３価以上の多価アルコール単量体としては、例えばソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−サルビタン、ペンタエスリトール、ジペンタエスリトール、トリペンタエスリトール、蔗糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１．３．５−トリヒドロキシメチルベンゼン、その他を挙げることができる。
また３価以上の多価カルボン酸単量体としては、例えば１，２，４−ペンゼントリカルボン酸、１，２，５−ペンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、エンボール３量体酸、これらの酸無水物、その他を挙げることができる。
【００３４】
また、本実施の形態１に用いるトナーには、転写定着工程時の転写定着ベルト２７表面でのトナーの離型性を向上する目的で、離型剤を含有させることができる。離型剤として、公知のものをすべて使用できるが、特に脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックス、エステルワックスを単独又は組み合わせて使用することができる。カルナウバワックスとしては、微結晶のものが良く、酸価が５以下であり、トナーバインダー中に分散したときの粒子径が１μｍ以下の粒径であるものが好ましい。モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が５〜１４であることが好ましい。酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価は１０〜３０が好ましい。各ワックスの酸価が各々の範囲未満であった場合、低温定着温度が上昇し低温定着化が不充分となる。逆に酸価が各々の範囲を超えた場合、コールドオフセット温度が上昇し低温定着化が不充分となる。ワックスの添加量としてはバインダー樹脂１００重量部に対して１〜１５重量部、好ましくは３〜１０重量部の範囲で用いられる。１重量部未満では、その離型効果が薄く所望の効果が得られにくい。また、１５重量部を超えた場合はキャリアへのスペントが顕著になる等の問題が生じる。
また、外添加剤として、トナーの流動性を向上させる目的で、シリカ、酸化チタン、アルミナ等、さらに必要に応じて脂肪酸金属塩類やポリフッ化ビニリデン等を添加しても良い。
特に、転写定着装置６６は、トナーを充分に加熱することが可能であるため、サブミクロンの大粒径シリカ等の添加剤を比較的多量に用いても定着性や定着温度に影響を与えないため、流動性・転写性を考慮した外添処方が可能である。
【００３５】
次に、図２及び図３を参照しながら、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は、転写定着装置６６の一部を示す拡大図である。図３は、転写定着装置６６におけるニップ部の近傍を示す拡大図である。
図２及び図３を参照して、転写定着装置６６は、転写定着部材としての転写定着ベルト２７、加熱手段としての加熱装置８７、８８、加圧部材６７、６８、ブラシ状ローラ９１（付勢部材）、第２の加熱手段としてのヒータ７０、均しローラ８５、等で構成される。
【００３６】
ここで、転写定着部材としての転写定着ベルト２７は、内周面側に形成された基材層上に、弾性層、表面層（離型層）が順次形成された多層構造のエンドレスベルトである。本実施の形態１では、基材層として層厚が８０μｍ程度のポリイミド樹脂が用いられ、弾性層として層厚が２００μｍ程度のシリコーンゴムが用いられ、表面層として層厚が７μｍ程度のフッ素樹脂（又はフッ素ゴム）が用いられている。弾性層は記録媒体Ｐの表面の凹凸に追従するためのものあり、表面層はトナーに対する離型性を担保するためのものである。また、本実施の形態１における転写定着ベルト２７は、幅方向（図２の紙面垂直方向である。）の長さが３００ｍｍ程度に、周長（走行方向の長さである。）が１１５０ｍｍ程度に設定されている。
【００３７】
また、加圧部材は、加圧パッド６７、加圧ベルト６８等で構成されている。また、加圧パッド６７は、第１加圧パッド６７Ａと第２加圧パッド６７Ｂとで構成されている。
加圧ベルト６８は、ポリイミド等で形成された基材上に表面層（離型層）が形成されたエンドレスベルトであって、転写定着ベルト２７との摩擦抵抗によって図２の時計方向に回転する。加圧ベルト６８は、スプリング６９に付勢された加圧パッド６７Ａ、６７Ｂによって、転写定着ベルト２７を介してローラ部材２８Ａに圧接する。こうして、加圧ベルト６８と転写定着ベルト２７との間に、所望のニップ部が形成される。なお、本実施の形態１では、ニップ部におけるニップ幅Ｎ（図３を参照できる。）が１０〜１５ｍｍ程度に設定されている。また、加圧ベルト６８の内周面と加圧パッド６７との間には、双方の部材の摩擦抵抗を低減するためにシリコーンオイルやフッ素グリス等の潤滑剤が塗布されている。
ここで、本実施の形態１における加圧パッド６７は、材質が異なり搬送方向（記録媒体Ｐの搬送方向であって、図２及び図３の左右方向である。）に隣接する２つの加圧パッド６７Ａ、６７Ｂからなり、搬送方向下流側に設置された第２加圧パッド６７Ｂにのみ所定の電圧（転写バイアス）を印加して転写電界を形成しているが、これについては後で詳しく説明する。
【００３８】
加熱手段としての加熱装置８７、８８は、転写定着装置６６におけるニップ部の入口側の近傍に配設されている。加熱装置は、加熱板８７、加熱板８７を加熱する発熱体８８、加熱板８７の温度を検知する温度センサ（不図示である。）、等で構成される。
加熱板８７は、板厚が０．２ｍｍ程度の銅又はアルミニウムからなる板状部材である。加熱板８７は、レジストローラ６４の近傍からニップ部の近傍にかけて延設されていて、ニップ部に向けて搬送される記録媒体Ｐを案内する案内板（ガイド板）として機能する。また、加熱板８７は、ニップ部に向けて搬送される記録媒体Ｐの転写定着面（おもて面）に接触して、発熱体８８で発生した熱を記録媒体Ｐ（転写定着面）に伝熱する伝熱板としての機能も有する。
発熱体８８は、ＰＴＣ特性を有する発熱体であって、加熱板８７の搬送面（記録媒体Ｐに対向する面である。）の反対側の面に貼着されている。ＰＴＣ特性を有する発熱体は、所定のキューリー点となると抵抗が急激に上昇しる抵抗発熱体であるため、その自己温度制御機能によって加熱板８７が異常昇温してしまう不具合を抑止することができる。具体的に、本実施の形態１では、加熱板８７の温度が１４０〜２００℃の範囲で制御されている。
なお、本実施の形態１では、加熱板８７を熱伝導率が高く比較的安価な銅やアルミニウムで形成しているために、加熱効率が高く比較的安価な加熱装置８７、８８を提供することができる。
【００３９】
このように構成された加熱装置は、上述したように、転写・定着工程直前の記録媒体Ｐの転写定着面（おもて面）のみを加熱するものである。換言すると、加熱装置は、記録媒体Ｐの裏面（転写定着面に対する裏面である。）が昇温する前に（おもて面から裏面に熱が伝達される前に）記録媒体Ｐがニップ部に搬送されるように転写定着面を加熱する。
【００４０】
本願発明者は、１６０℃に加熱された銅板（厚さ１ｍｍ）に記録媒体Ｐ（厚紙３００ｇ紙）を６０ｍｓｅｃ接触させてその後に雰囲気温度４０℃の空中に搬送（空走）したときの、記録媒体Ｐの転写定着面の温度変動をシミレーションした。その結果、銅板によって約１４０℃まで加熱された記録媒体Ｐが、雰囲気温度４０℃の空中に１０ｍｓｅｃ（搬送速度３００ｍｍ／秒の場合、３ｍｍの搬送距離に相当する。）搬送されるだけで１１０℃まで温度が低下するのがわかった。したがって、転写定着工程前の記録媒体Ｐの加熱効率を上げるためには、記録媒体を加熱する加熱手段（加熱板８７）をできる限りニップ部に近接させることが必要になる。
本実施の形態１では、加熱板８７を板状に形成して、その先端をできる限りニップ部に近づけるとともに、その搬送方向の長さをできる限り長く設定しているために、転写定着工程前の記録媒体Ｐの加熱効率を向上させることができる。
【００４１】
ここで、本実施の形態１における加熱板８７は、記録媒体Ｐを案内する案内面（記録媒体Ｐに接触する面である。）に、フッ素樹脂粒子を含有するニッケルメッキが覆設されている。具体的には、ニッケルメッキの皮膜中に３０ｖｏｌ％のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を分散させている。このようなコーティングは、析出状態の硬度がＨｖ３００程度であって通常の樹脂コーティングに比べて硬く、すべり性、耐摩耗性、離型性にも優れている。したがって、加熱板８７にトナーや紙粉が付着する不具合を軽減できるとともに、加熱板８７の耐久性を向上させることができる。
なお、加熱板８７の案内面（記録媒体Ｐに接触する面である。）を、耐摩耗性が高いダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）やグラファイトライクカーボン（ＧＬＣ）で覆設することもできる。
【００４２】
本実施の形態１における加熱装置８７、８８は、記録媒体Ｐの転写定着面の温度が転写定着ベルト２７の表面温度よりも高くなるように、転写定着面を加熱している。すなわち、転写定着ベルト２７に担持されたトナー像Ｔは、ニップ部にて、主として記録媒体Ｐから受ける熱により加熱・溶融されることになる。
本実施の形態１では、記録媒体Ｐの転写定着面を加熱していて、出力画像上にて充分な光沢を得るための温度を独立して設定できるので、ヒータ７０（ハロゲンヒータやカーボンヒータである。）によって加熱される転写定着ベルト２７の温度（定着設定温度）を低くできる。また、記録媒体Ｐは転写・定着工程の直前に加熱されるので、過剰に加熱されずに、トナーＴ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。
すなわち、本実施の形態１の構成によれば、低温定着が可能であって、装置のウォームアップ時間を短縮できて、省エネルギ化を向上させることができる。また、転写定着ベルト２７への熱移動を抑制できるので、転写定着ベルト２７の耐久性を向上させることができる。さらに、転写定着ベルト２７の加熱温度が低減されるために、転写定着ベルト２７の熱劣化を抑制できる。
【００４３】
また、本実施の形態１における転写定着装置６６は、加熱板８７によってニップ部に案内される記録媒体Ｐを、ブラシ状ローラ９１（付勢部材）によって加熱板８７に押し付ける（付勢する）ように構成されている。このように構成することにより、加熱板８７に対する記録媒体Ｐの密着力と密着時間が向上するために、加熱板８７によって記録媒体Ｐの表面を確実に目標温度まで温度上昇させて、定着不良を抑制することが可能となる。
【００４４】
ここで、図２及び図３を参照して、ブラシ状ローラ９１は、芯金上に、ポリイミド繊維が植毛されたブラシ布が螺旋状に巻回された耐熱性を有するローラ部材であって、図２の時計方向に記録媒体Ｐの搬送速度と等速で回転する。そして、レジストローラ６４の位置を通過した記録媒体Ｐは、ニップ部の直前で、ブラシ状ローラ９１に付勢されて加熱板８７に押し当てられながら、加熱板８７によって加熱された後に、ニップ部に送入されることになる。ブラシ状ローラ９１に耐熱性をもたせることで、加熱板８７の熱によってブラシ状ローラ９１のブラシ毛が熱劣化する不具合を軽減することができる。
ここで、本実施の形態１では、レジストローラ６４からニップ部（転写定着ベルト２７と加圧ベルト６８とのニップ部である。）までの距離が、画像形成装置１で通紙可能な最小サイズの記録媒体Ｐの搬送方向の長さよりも短く設定されているために、レジストローラ６４とニップ部との間で記録媒体Ｐに与えられる搬送力は、主としてレジストローラ６４によって与えられるものである。
【００４５】
また、付勢部材としてのブラシ状ローラ９１は、加熱板８７に案内される記録媒体Ｐに複数個所で点接触又は線接触することになる。記録媒体Ｐとの接触面積を極力小さくして記録媒体Ｐを加熱板８７に押圧することで、ブラシ状ローラ９１の側に熱が移動して記録媒体Ｐの加熱効率が低下する不具合を抑止することができるとともに、記録媒体Ｐの搬送性が低下する不具合を抑止することができる。
本実施の形態１では、加熱板８７に圧接するブラシ状ローラ９１の加圧幅が３〜１２ｍｍになるように設定されている。
なお、本実施の形態１では、付勢部材としてブラシ状ローラ９１を用いたが、付勢部材として発泡ウレタンやフェルト等で形成された表面層を有するローラ部材や、加熱板８７との対向面にブラシ毛が設置された板状部材等を用いることもできる。
【００４６】
このように、本実施の形態１における転写定着装置６６は、転写定着ベルト２７の加熱を最小限に抑えて、トナーの加熱・溶融に必要な熱量を、ニップ部に搬送される直前に記録媒体Ｐを効率的に加熱することで補足するものである。しかし、その場合に、加熱された記録媒体Ｐから転写定着ベルト２７が多量かつ不均一な分布の熱を受けて、転写定着ベルト２７の幅方向（記録媒体の搬送方向に直交する方向である。）に温度ムラが生じて、定着ムラやオフセット等の定着不良画像が発生しやすくなってしまう。
これに対して、本実施の形態１では、図２に示すように、ニップ部を通過した後の転写定着ベルト２７の表面の幅方向の温度分布を均一化するとともに、転写定着工程後の転写定着ベルト２７を冷却する冷却手段としての均しローラ８５を設置している。
均しローラ８５は、ニップ部に対して転写定着ベルト２７の走行方向下流側に配設されたローラ部材であって、３つのローラ部材２８Ａ〜２８Ｃとともに転写定着ベルト２７を張架・支持する。冷却手段としての均しローラ８５は、ヒートパイプであって、その内部で熱を効率的に対流させることで、転写定着ベルト２７を冷却するとともに転写定着ベルト２７表面の幅方向の温度分布を均一化する。これにより、転写定着ベルト２７の加熱を最小限に抑えてニップ部に搬送される直前の記録媒体Ｐを加熱板８７によって加熱する場合であっても、定着ムラやオフセット等の定着不良が発生するのを抑止することができる。
【００４７】
ここで、本実施の形態１における転写定着装置６６は、記録媒体Ｐの搬送方向（図２及び図３の左右方向である。）に対してニップ部における中心位置から下流側の位置にかけて、転写定着ベルト２７と加圧部材６７、６８との間に、転写電界（転写定着ベルト２７に担持されたトナー像Ｔを記録媒体Ｐ上に転写させる方向の電界である。）が形成されるように構成されている。さらに、記録媒体Ｐの搬送方向に対してニップ部における中心位置から上流側の位置にかけて、転写定着ベルト２７と加圧部材６７、６８との間に電位差（転写電界）を形成しないようにしている。
具体的には、上述したように、本実施の形態１における加圧パッド６７は、材質が異なり搬送方向に隣接する２つの加圧パッド６７Ａ、６７Ｂからなり、搬送方向下流側に設置された第２加圧パッド６７Ｂにのみ所定の電圧（転写バイアス）を印加して、ニップ部の中心位置から下流側にかけて転写電界を形成している。
【００４８】
図２及び図３を参照して、第１加圧パッド６７Ａは、ニップ部における中心位置から上流側の位置にかけて加圧ベルト６８を介して転写定着ベルト２７に圧接するように配設されている。第１加圧パッド６７Ａは、ゴム材料やスポンジ材料等の絶縁性材料（又は、導電性が低い材料）で形成されていて、上流側のニップ部Ｎ１に転写電界が形成されないように構成されている。
これに対して、第２加圧パッド６７Ｂは、ニップ部における中心位置から下流側の位置にかけて加圧ベルト６８を介して転写定着ベルト２７に圧接するように配設されている。第２加圧パッド６７Ｂは、ステンレス鋼等の導電性材料で形成されていて、電源部から所定の電圧（転写バイアス）が印加されて下流側のニップ部Ｎ２に転写電界を形成している。
ここで、「ニップ部における中心位置」とは、記録媒体Ｐと転写定着ベルト２７とが最も強い圧接力で接触している位置であって、通常はニップ幅Ｎの中央位置である（ニップ部を形成する構成部品の形態等によっては中央位置にならない場合もある。）。なお、図３を参照して、本実施の形態１では、第１加圧パッド６７Ａと第２加圧パッド６７Ｂとの境界部分がニップ部Ｎの中心位置となるように、加圧パッド６７を凸状に形成している。
【００４９】
このような構成により、上流側のニップ部Ｎ１では、主として、記録媒体Ｐ及びトナー像Ｔに与えられる熱と、ニップ部Ｎ１で形成される圧接力と、によって記録媒体Ｐ上にトナー像Ｔが転写定着（熱転写定着）されることになる。そして、下流側のニップ部Ｎ２では、さらに、転写電界による静電的な転写工程が加わることによって、記録媒体Ｐ上にトナー像Ｔが転写定着（静電転写定着）されることになる。
これにより、表面の凹凸が極めて大きな記録媒体Ｐ（例えば、表面の凹凸の大きさが３０μｍ程度の表面性の極めて粗い凹凸紙である。）を通紙した場合であっても、ドット再現性の良好な画像を出力することができる。
【００５０】
そもそも、転写工程と定着工程とをおこなう転写定着装置は、加熱された記録媒体Ｐに対して、弾性層を有する転写定着ベルト２７を密着させることで、記録媒体Ｐ上にトナー像Ｔを転写定着するために、記録媒体Ｐの表面の凹凸があっても転写定着ベルト２７との空隙が小さくなって、画像チリが少なく良好な画像が得られるという長所がある。これだけでも、転写定着装置は、従来の転写工程と定着工程とを別々におこなう装置に比べると、ドット再現性について大きな優位性を有する。
しかし、図４を参照して、凹凸の大きさが３０μｍ程度の表面性の極めて粗い凹凸紙Ｐを通紙する場合には、転写定着ベルト２７が充分に密着している領域Ａと、転写定着ベルト２７が充分に密着していない領域Ｂと、が形成されてしまう。したがって、転写定着ベルト２７が充分に密着していない領域Ｂでは充分な熱転写定着がおこなえずに、普通紙を通紙した場合に比べて、ドット再現性が低下してしまう。
【００５１】
これに対して、本実施の形態１では、下流側のニップ部Ｎ２で、転写バイアスを印加しているため、転写定着ベルト２７が充分に密着していない領域Ｂでの転写性を補完することができる。すなわち、凹凸が極めて大きな凹凸紙に対して、上流側のニップ部Ｎ１では画像劣化の小さな熱転写定着による転写定着工程をおこない、下流側のニップ部Ｎ２では最も大きな圧接力で記録媒体Ｐに密着している位置（中心位置）から転写電界を形成して静電転写定着による転写定着工程をおこなっているために、転写定着ベルト２７が充分に密着していない領域Ｂにおいてもドット再現性を向上させることができる。具体的に、本実施の形態１における転写定着装置６６を用いることにより、厚さ方向の凹凸が３０μｍの記録媒体Ｐ（凹凸紙）を通紙した場合であっても、出力画像のドット面積の大きさが、普通紙を通紙したときのものと変わらない、良好な画像を得ることができる。
【００５２】
このように、下流側のニップ部Ｎ２では最も大きな圧接力で記録媒体Ｐに密着している位置（中心位置）から転写電界を形成して静電転写を開始するため、記録媒体Ｐと転写定着ベルト２７との空隙が極めて小さい状態での静電転写工程になって、画像チリの発生を低減することができる。
本実施の形態１の構成によれば、弾性層を有する転写定着ベルト２７が密着できないような凹凸を有する記録媒体Ｐ（凹凸紙）に対して、密着できる領域では熱転写定着をおこない、密着できない領域ではニップ部において記録媒体Ｐがトナーを定着しうる温度を保っているうちに転写電界によって静電転写をおこない、同時に定着させることができることになる。
【００５３】
図５は、トナーの温度と表面電位との関係を示すグラフであって、トナーの温度を上昇させながらトナーの表面電位を測定した実験結果である。
図５に示すように、トナーを加熱していくと、トナーの電荷が消失していくのがわかる。詳しくは、トナーの軟化点Ｔｓ付近でトナー電荷が消失してきて、軟化点Ｔｓよりも高い温度ではトナーが電荷を保持できなくなる。したがって、トナーの温度が軟化点Ｔｓよりも低い温度のときに、第２加圧パッド２７Ｂに転写電圧（転写バイアス）を印加して下流側ニップ部Ｎ２にて静電転写をおこなうことで、下流側ニップ部Ｎ２における転写効率を高められることになる。転写定着ベルト２７に記録媒体Ｐが最も密着している状態から転写バイアスを印加するのが理想であるが、転写定着ベルト２７と記録媒体Ｐとの空隙が充分に小さい状態であれば通常の静電転写工程よりも良好な画像を得ることができる。
【００５４】
ここで、本実施の形態１では、転写電界（下流側ニップ部Ｎ２において転写定着ベルト２７と第２加圧パッド２７Ｂとの間に形成される電界である。）が、記録媒体Ｐや転写定着ベルト２７の加熱がされていないものとしたときにニップ部Ｎにおいて転写率が７０％となるように印加される電圧よりも低い電圧を印加することにより形成されたものである。すなわち、本実施の形態１における転写定着装置６６は、記録媒体Ｐに転写定着ベルト２７を密着させて転写工程と定着工程とを同時におこなっているために、転写工程と定着工程とを別々におこなう装置における転写工程においてトナーを転写するのに必要な転写バイアスの大きさに比べて、小さな転写バイアスが第２加圧パッド２７Ｂに印加されている。この場合であっても、転写定着ベルト２７に担持されたトナー像Ｔを記録媒体Ｐ上に充分に静電転写することができるとともに、転写定着ベルト２７と記録媒体Ｐとの空隙は極めて小さいために画像チリの少ない出力画像を形成することができる。また、装置で消費される電力を低減することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態１における転写定着装置６６において、ニップ部に搬送される記録媒体Ｐ（転写定着面）の凹凸の大きさを直接的又は間接的に検知する検知手段を設置して、その検知手段によって検知される凹凸の大きさが所定値を超える場合にのみ、下流側ニップ部Ｎ２に転写電界を形成することが好ましい。
具体的に、記録媒体Ｐ（転写定着面）の凹凸の大きさを検知する検知手段としては、記録媒体Ｐの表面に光を反射させる反射型の光学センサや、記録媒体Ｐの表面に接触することにより静電気容量のかわる静電容量型センサ、等を用いることができる。そして、ニップ部Ｎにおいて転写定着ベルト２７が記録媒体Ｐに充分に密着できないような凹凸を有する記録媒体Ｐ（凹凸紙）が通紙される場合にのみ、下流側ニップ部Ｎ２に転写電界を形成する。すなわち、表面性がそれほど粗くない記録媒体Ｐ（普通紙等である。）が通紙される場合には、下流側ニップ部Ｎ２には転写電界が形成されずに、従来の転写定着装置と同様の転写定着工程（ただし、転写定着工程直前の記録媒体Ｐの加熱はおこなわれる。）がおこなわれることになる。これにより、第２加圧パッド２７Ｂに転写バイアスが印加される頻度は必要最小限のものとなって、装置で消費される電力を低減することができる。
【００５６】
さらに、加圧部材６７、６８と転写定着ベルト２７とによるニップ部における圧接力を可変する可変手段を設けて、上述した検知手段によって検知される記録媒体Ｐ（転写定着面）の凹凸の大きさが所定値以下である場合に、ニップ部における圧接力が小さくなるように可変手段を制御することもできる。
具体的に、ニップ部における圧接力を可変する可変手段としては、加圧パッド６７を付勢するスプリング６９の保持位置を上下動させる可動機構等を用いることができる。そして、ニップ部Ｎにおいて転写定着ベルト２７が記録媒体Ｐに充分に密着できるような凹凸を有する記録媒体Ｐ（例えば、表面性が滑らかなコート紙等である。）が通紙される場合には、可変手段によってニップ部の圧接力を低下させる。これにより、ニップ部Ｎの圧接力が適宜に低減されるために、出力画像の画質を低下させることなく、転写定着ベルト２７や加圧ベルト６８にかかるストレスを低減して装置の耐久性を高めることができる。
【００５７】
なお、本実施の形態１における転写定着装置６６において、第１加圧パッド６７Ａは、第２加圧パッド６７Ｂに対して電気的に独立していて、上流側のニップ部Ｎ１に転写電界が形成されないように構成されていればよい。したがって、例えば、第１加圧パッド６７Ａを導電性材料で形成して、第１加圧パッド６７Ａと第２加圧パッド６７Ｂとの間に絶縁部材を設けることもできる。
また、本実施の形態１では、加圧パッド６７を２つの加圧パッド２７Ａ、２７Ｂで構成したが、加圧パッドを３つ以上の加圧パッドで構成することもできる。例えば、上流側に転写バイアスを印加しない第１加圧パッドを設置して、中心位置から下流側にかけて転写バイアスを印加する第２加圧パッドを設置して、さらにその下流側に転写バイアスを印加しない第３加圧パッドを設置することもできる。
そして、このような場合であっても、上述した本実施の形態１における効果と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
ここで、本実施の形態１における転写定着装置６６では、記録媒体Ｐの転写定着面の温度が転写定着ベルト２７（又は、転写定着ベルト２７に担持されたトナー像Ｔ）の表面温度よりも高くなるように、記録媒体Ｐ及び転写定着ベルト２７を加熱することが好ましい。このような場合、転写定着ベルト２７に担持されたトナー像Ｔは、ニップ部にて、主として記録媒体Ｐから受ける熱により加熱・溶融されることになる。
このように、加熱装置８７、８８（加熱手段）とヒータ７０（第２の加熱手段）とによって、記録媒体Ｐ（転写定着面）の温度が転写定着ベルト２７の表面温度よりも高くなるように加熱することで、それぞれのトナーとの界面の粘弾性の違いでホットオフセットを防止することができる。すなわち、トナー層において、記録媒体Ｐ側の温度を高く、転写定着ベルト２７側の温度を低くすることで、転写定着ベルト２７とトナーとの付着力よりも、記録媒体Ｐとトナーとの付着力を高くして、転写定着ベルト２７に対するトナーの離型性を上げることで、転写定着ベルト２７へのオフセットが生じない良好な画像が得られる。さらに、耐ホットオフセット性が向上することによって、離型性をあげるためにトナー中に添加するワックスの量を減量することができる（又は、なくすことができる）ため、色再現性、現像性、帯電性の向上が見込まれる。また、転写定着ベルト２７の温度を低く設定することで、転写定着ベルト２７の冷却が容易になるとともに、転写定着ベルト２７に接触している感光体ドラム２１等の熱的劣化等の不具合を低減することができる。
【００５９】
具体的に、オフセットを生じさせないためには、ヒータ７０によって加熱されるニップ部直前のトナー像（転写定着ベルト２７に担持されたトナー像である。）の表面温度をＴｔとして、加熱装置８７、８８によって加熱されるニップ部直前の記録媒体Ｐ（転写定着面）の表面温度をＴｐとして、加圧ベルト６８の温度をＴｂとして、トナーの流出開始温度をＴｆｂとして、トナーの軟化点温度をＴｓとしたときに、
（Ｔｔ＋Ｔｐ）／２＞Ｔｆｂ      …（１）
Ｔｔ＜Ｔｆｂ                    …（２）
Ｔｂ＜Ｔｓ                      …（３）
なる３つの条件式を成立させることが好ましい。
ここで、トナーの軟化温度、流出開始温度は、「高化式フローテスターＣＦＴ５００Ｄ型」（島津製作所社製）を用いて測定することができる。フローテスターとは溶融物（トナー）が細管を通過するときの粘性抵抗を測定する細管式レオメーターである。測定方法は、まず、シリンダーに充填された試料（トナー）を、周囲から熱して溶融させ、上部からピストンによって一定の圧力を加える。その後、溶融したトナーは細い穴を持ったダイを通して押し出され、フローレートから試料の流動性（溶融粘度）が求められる。なお、測定条件は、荷重：５ｋｇｆ／ｃｍ2、昇温速度：３．０℃／ｍｉｎ、ダイ口径：１．００ｍｍ、ダイ長さ：１０．０ｍｍである。
【００６０】
図６は、上記の３つの条件式の根拠となる実験結果を示すグラフである。
実験は、ヒータによって加熱されるニップ部直前のトナー像（転写定着ベルト２７）の表面温度をＴｔ（図６の横軸に対応する。）と、加熱装置によって加熱されるニップ部直前の記録媒体Ｐの表面温度をＴｐ（図６の縦軸に対応する。）と、を可変して、出力された定着画像の定着性（オフセットの有無）を観察したものである。また、図６（Ａ）は流出開始温度Ｔｆｂが９０℃のトナーを用いたときの実験結果であって、図６（Ｂ）は流出開始温度Ｔｆｂが１１０℃のトナーを用いたときの実験結果である。また、実験では、通紙する記録媒体Ｐとしてコート紙「カサブランカＸ」（王子製紙社製、坪量１００ｇ／ｍ2）を用い、ニップ部におけるニップ時間を５０ｍｓに、ニップ部における面圧を２ｋｇｆ／ｃｍ2に設定した。また、図６において、「○」は定着性が良好な状態であって、「◇」は極微小なホットオフセットが発生した状態であって、「△」は微小なホットオフセットが発生した状態であって、「×」は許容できないレベルのホットオフセットが発生した状態であって、「□」はコールドオフセットが発生した状態である。なお、図６中の、破線で示す傾斜線は良好な定着性を確保することができる定着下限温度を示し、この破線より上方の範囲が良好な定着性を確保できる範囲である。
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）から、定着下限温度以上で、トナーの流出開始温度Ｔｆｂよりもニップ部直前のトナー像の温度Ｔｔが高い場合（Ｔｆｂ＜Ｔｔ）には、ホットオフセットが発生して良好な画像が得られないことがわかる。そこで、上記の条件式（１）、（２）を満足するように、加熱装置を構成して適正な温度制御をおこなうことにより、オフセットのほとんどない良好な画像を得ることができる。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）から、（Ｔｆｂ−Ｔｔ≧２０℃）なる条件が成立したときにはホットオフセットの量がさらに減り、（Ｔｆｂ−Ｔｔ≧３０℃）なる条件が成立したときにはホットオフセットがほぼ完全になくなることがわかる。
また、上記の条件式（３）は、転写定着ベルト２７とのニップ部を形成している加圧ベルト６８の温度をトナー軟化点温度以下に規定するものであって、これにより両面プリント時の表裏面（第１面と第２面とである。）の画像光沢差を軽減することができる。
【００６１】
さらに、ヒータ７０によって加熱されるニップ部直前のトナー像（転写定着ベルト２７に担持されたトナー像である。）の表面温度をＴｔとして、加熱装置８７、８８によって加熱されるニップ部直前の記録媒体Ｐ（転写定着面）の表面温度をＴｐとして、トナーの流出開始温度をＴｆｂとして、トナーの軟化点温度をＴｓとしたときに、
Ｔｐ＞Ｔｆｂ                    …（４）
Ｔｔ＜Ｔｓ                      …（５）
なるさらに２つの条件式を成立させることが好ましい。
先に図５を用いて説明したように、トナーを加熱していくとトナーの電荷が消失して、転写バイアスが効かなくなってくる。特に、トナーの温度が軟化点温度Ｔｓ以上になると、トナーは流動化してしまって電荷を保持できないため、転写バイアスがさらに効かなくなってしまう。したがって、上記の条件式（５）が満足される状態で、第２加圧パッド２７Ｂに転写バイアスを印加して下流側ニップ部Ｎ２にて静電転写をおこなう必要がある。
また、ニップ部における定着性を確保するためには、トナーの温度をトナー流出開始温度Ｔｆｂ以上に上げる必要がある。つまり、静電転写をおこなえる温度領域では、トナーの定着性を充分に確保できない。本実施の形態１における転写定着装置６６は、加熱装置８７、８８によって記録媒体Ｐの加熱をおこなっているために、上記の条件式（４）、（５）が満足される状態となって、記録媒体Ｐに密着していないトナーはトナー流出開始温度Ｔｆｂ以下の温度になる。そして、そのようなトナーに対して、第２加圧パッド２７Ｂに転写バイアスを印加することで、下流側ニップ部Ｎ２にて良好な静電転写をおこなうことができる。
【００６２】
従来の転写定着装置（転写定着工程前の記録媒体Ｐの加熱をおこなわないものである。）は、転写定着ベルトに担持されたトナーをトナー流出開始温度Ｔｆｂ以上に加熱する必要があるため、ニップ部の位置で転写電界を形成しようとしても、ほとんど静電転写による転写定着ができない。これに対して、本実施の形態１における転写定着装置６６は、転写定着工程前の記録媒体Ｐの加熱をおこない、その記録媒体Ｐにトナーを密着させることによりトナーをトナー流出開始温度Ｔｆｂ以上に加熱している。このように、画像劣化の少ない熱転写の特性を最大限に生かしながら、転写定着ベルト２７との密着性が不充分な領域Ｂについては静電転写をおこなうことで、画像チリのないドット再現性による先鋭性を確保しつつ、見た目の画像濃度が高く自然な仕上がりの高画質の画像を出力することができる。
【００６３】
なお、上述した効果を発揮する転写定着装置の形態は、本実施の形態１のものに限定されることなく、その他に種々の形態のものを用いることができる。
例えば、図７（Ａ）に示す転写定着装置６６は、転写定着ベルト２７の側にパッド部材６７０Ａ、６７０Ｂが設置されている。２つのパッド部材６７０Ａ、６７０Ｂは、転写定着ベルト２７を介して加圧ローラ６８０に圧接して、所望のニップ部を形成している。加圧ローラ６８は、アルミニウム等からなる円筒状の芯金上に表面層（離型層）が形成されたものであって、図２の時計方向に回転する。また、上流側のパッド部材６７０Ａには転写バイアスが印加されずに、下流側のパッド部材６７０Ｂには転写バイアスが印加されて、ニップ部の中心位置から下流側の位置にかけて転写電界が形成されている。なお、転写定着ベルト２７の側と、加圧部材の側と、の双方にパッド部材を設けることもできる。
また、図７（Ｂ）に示す転写定着装置６６は、加圧ベルト６８１がレジストローラ６４から送出された記録媒体Ｐをニップ部まで搬送する搬送ベルトとしても機能している。
また、図７（Ｃ）に示す転写定着装置６６は、第２加圧パッドの代わりにローラ状部材６７１Ｂを設置している。そして、このローラ状部材６７１Ｂに所望の転写バイアスを印加することで、下流側ニップ部Ｎ２のみに転写電界を形成している。なお、ニップ部を形成するためのローラ状部材は、図７（Ｃ）に示す形態のものに限定されることなく、上流側ニップ部Ｎ１にもローラ状部材を設置することもできるし、転写定着ベルト２７の側（図７（Ａ）のパッド状部材の位置である。）にローラ状部材を設置することもできる。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、転写定着工程がおこなわれるニップ部における中心位置から下流側の位置にかけて、転写定着ベルト２７（転写定着部材）と第２加圧パッド６７Ｂとの間に転写電界を形成しているため、消費エネルギが低く、表面の凹凸が極めて大きな記録媒体Ｐを通紙した場合であっても画像のドット再現性低下の程度が小さく、定着性が良好で高画質な画像を形成することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態１では、転写定着部材として転写定着ベルト２７を用いたが、転写定着部材として転写定着ローラ（例えば、特許文献３等を参照できる。）を用いることもできる。
また、本実施の形態１では、転写定着工程後の転写定着ベルト２７を冷却する冷却手段として均しローラ８５を用いたが、冷却手段として転写定着ベルトの表面に対向する冷却ファンを用いることもできる。
また、本実施の形態１では、転写定着ベルト２７を加熱する第２の加熱手段としてのヒータ７０を設置したが、記録媒体Ｐを加熱する加熱装置６７、６８による加熱のみでニップ部における転写定着工程を充分におこなえる場合には、第２の加熱手段としてのヒータ７０の設置をおこなう必要はない。
そして、これらの場合であっても、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
実施の形態２．
図８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８は、実施の形態２における転写定着装置の近傍を示す拡大図であって、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、各色の感光体ドラム２１上に形成されたトナー像が中間転写ベルト９５に１次転写された後に転写定着ベルト２７に２次転写されて記録媒体Ｐに３次転写される点が、各色の感光体ドラム２１上に形成されたトナー像が転写定着ベルト２７に１次転写されて記録媒体Ｐに２次転写される前記実施の形態１のものと相違する。さらに、本実施の形態２における転写定着装置は、転写定着工程前の記録媒体Ｐを加熱する加熱装置（加熱手段）の構成が、前記実施の形態１のものと相違する。
【００６７】
本実施の形態２における画像形成装置は、各色の感光体ドラム（図示は省略するが、中間転写ベルト９５に対向するように並設されている。）に形成されたトナー像が中間転写ベルト９５に重ねて１次転写された後に、中間転写ベルト９５と転写定着ベルト２７との間で、そのトナー像が転写定着ベルト２７に２次転写される。さらに、転写定着ベルト２７に転写されたトナー像Ｔが、加圧ベルト６８とのニップ部の位置で、記録媒体Ｐに３次転写されるとともに定着される（転写定着される。）。
ここで、本実施の形態２においても、転写定着ベルト２７と加圧ベルト６８とのニップ部の近傍に、転写定着工程直前の記録媒体Ｐを加熱する加熱装置が設置されている。ただし、本実施の形態２における加熱装置は、ヒータが内設されていて図８の反時計方向に回転する加熱ローラ８６である。また、転写定着工程直前の記録媒体Ｐを加熱ローラ８６（加熱手段）に向けて付勢する付勢ローラ９２（付勢部材）が設置されている。
そして、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、２つの加圧パッド６７Ａ、６７Ｂが設置されていて、そのうちの下流側の第２加圧パッド６７Ｂにのみ転写バイアスが印加されて下流側ニップ部Ｎ２に転写電界が形成される。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、転写定着工程がおこなわれるニップ部における中心位置から下流側の位置にかけて、転写定着ベルト２７（転写定着部材）と第２加圧パッド６７Ｂとの間に転写電界を形成しているため、消費エネルギが低く、表面の凹凸が極めて大きな記録媒体Ｐを通紙した場合であっても画像のドット再現性低下の程度が小さく、定着性が良好で高画質な画像を形成することができる。
【００６９】
実施の形態３．
図９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９は、実施の形態３における画像形成装置の一部を示す構成図である。本実施の形態３における画像形成装置は、１つの感光体ドラム２１が設置されている点が、４つの感光体ドラム２１が設置されている前記実施の形態１のものと相違する。さらに、本実施の形態３における転写定着装置６６は、転写定着工程前の記録媒体Ｐを加熱する加熱装置（加熱手段）の構成が、前記実施の形態１のものと相違する。
【００７０】
図９に示すように、本実施の形態３における画像形成装置は、１つの感光体ドラム２１の周囲に、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した書込み部（不図示である。）、帯電部（不図示である。）、現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫや、クリーニング装置２５、等が配設されている。そして、感光体ドラム２１上で各色の画像（トナー像）が重ねて形成されて、そのカラー画像が転写バイアスローラ２４との対向位置で転写定着ベルト２７上に転写される。
その後、転写定着ベルト２７上に担持されたトナー像Ｔは、加圧ベルト６８とのニップ部の位置で、前記各実施の形態と同様に、加熱装置によって加熱された記録媒体Ｐ上に転写・定着される。
【００７１】
そして、本実施の形態３における転写定着装置６６も、前記各実施の形態のものと同様に、転写定着ベルト２７と加圧ベルト６８とのニップ部の近傍に、転写定着工程直前の記録媒体Ｐを加熱する加熱装置が設置されている。ただし、本実施の形態３における加熱装置は、発熱体によって加熱されるブラシ状部材８９（高熱伝導性のブラシ毛の先端がニップ部に近接されている。）である。また、転写定着工程直前の記録媒体Ｐをブラシ状部材８９（加熱手段）に向けて付勢する付勢板９３（付勢部材）が設置されている。
そして、本実施の形態３における転写定着装置６６も、前記各実施の形態のものと同様に、２つの加圧パッド６７Ａ、６７Ｂが設置されていて、そのうちの下流側の第２加圧パッド６７Ｂにのみ転写バイアスが印加されて下流側ニップ部Ｎ２に転写電界が形成される。
【００７２】
以上説明したように、本実施の形態３においても、前記各実施の形態と同様に、転写定着工程がおこなわれるニップ部における中心位置から下流側の位置にかけて、転写定着ベルト２７（転写定着部材）と第２加圧パッド６７Ｂとの間に転写電界を形成しているため、消費エネルギが低く、表面の凹凸が極めて大きな記録媒体Ｐを通紙した場合であっても画像のドット再現性低下の程度が小さく、定着性が良好で高画質な画像を形成することができる。
【００７３】
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。
【符号の説明】
【００７４】
１  画像形成装置本体（装置本体）、
２７  転写定着ベルト（転写定着部材）、
６６  転写定着装置、
６７  加圧パッド、
６７Ａ  第１加圧パッド、
６７Ｂ  第２加圧パッド、
６８  加圧ベルト、
７０  ヒータ（第２の加熱手段）、
８７  加熱板（加熱手段）、
８８  発熱体（加熱手段）、
９１  ブラシ状ローラ（付勢部材）、
９５  中間転写ベルト、  Ｐ  記録媒体。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開２００５−３７８７９号公報
【特許文献２】特開２００２−９９１５９号公報
【特許文献３】特開２００４−１４５２６０号公報
【図１】
2010210840.tif 000003
【図２】
2010210840.tif 000004
【図３】
2010210840.tif 000005
【図４】
2010210840.tif 000006
【図５】
2010210840.tif 000007
【図６】
2010210840.tif 000008
【図７】
2010210840.tif 000009
【図８】
2010210840.tif 000010
【図９】
2010210840.tif 000011