(57)【要約】【課題】高速での画像形成時においても、膜形成手段でトナー膜に発生する泡の発生を防止するとともに、膜形成手段とトナー膜とのオフセットを防止して、画像劣化の無いトナー膜を記録材上に良好に転写可能な転写同時定着装置を提供することである。【解決手段】未定着トナー像を溶融膜形成する膜形成部と、その膜形成されたトナー像を紙に転写定着を行なう転写定着装置において、膜形成部のニップは転写定着ベルトを加熱ローラに巻き付けて、前記ベルトと加圧部材とが接触しないで形成されたニップ部と、前記加圧部材が前記ベルトを介して前記加熱ローラに加圧して形成されたニップで形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2015041034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着トナー像を中間転写ベルト上に形成し、前記未定着トナー像が加熱ローラと接触することにより、
ベルト上で未定着トナー像が溶融膜形成する膜形成部と、
該膜形成部により膜形成された未定着トナーを記録材上に膜転写部で転写定着を行なう転写定着装置において、
前記膜形成部には、前記加熱ローラと前記ベルトを介して前記加熱ローラに対向して設けられた加圧部材を有し、
前記加熱ローラと前記ベルトとのニップ部は、第１のニップ部と第２のニップ部で形成されており、前記第１のニップ部は、前記ベルトを前記加熱ローラに巻き付けて、前記ベルトと前記加圧部材とが接触しないで形成さており、前記第２のニップ部は、前記加圧部材が前記ベルトを介して前記加熱ローラに加圧して形成されていることを特徴とする転写定着装置。
【請求項２】
前記膜形成部の前記ニップ部の出口は、前記ベルトを前記加圧部材に巻き付けている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】
前記膜形成加圧部材は、加圧ローラであ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】
前記膜形成加圧部材は、加圧パッドであ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５】
前記膜形成加圧部材は、加圧パッドと加圧ローラを組み合わせた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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式のプリンターおよび複写機などの、画像形成装置に関するものである。特に中間転写体を用いて、紙などの記録材上に、未定着トナー像を転写定着させる転写定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中間転写ベルトなどの中間転写体上の未定着トナー像を、中間転写体上で溶融し、溶融したトナー像を紙などの記録材上に転写定着する方式は、従来から各種提案されている。
【０００３】
特許文献１には、中間転写ベルト上の未定着トナーを形成し、該未定着トナーに熱と圧力を加えることで、トナーを膜状に溶融する、膜形成ステーションを有する装置が開示されている。シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色の未定着トナーを上記のように、中間転写体上で順次膜状態に溶融し、各色膜を中間転写体から記録材上に一度に転写定着を行う方式である。
【０００４】
特許文献２には、中間転写体上のトナーを膜状に溶融する手段を備え、該手段により膜形成したトナーに粘着性を付与してから、トナーを記録材上に転写定着する方式が開示されている。膜形成したトナーに粘着性を付与することで、記録材上に転写する際の画質劣化を抑制している。粘着付与手段は、転写定着部の上流側で、膜形成したトナーの転写体に接する面を冷却し、記録材に接する面を加熱する方法や、定着助剤を塗布する方法等が記載されている。
【０００５】
特許文献１、および特許文献２に見られるように、中間転写体上でフィルム化あるいは一体化したトナーを記録材に転写定着する方式は、粉体トナー像を記録材上へ静電的に転写した後で定着する方式に比べて、粉体トナー像を記録材上に静電的に転写する際に記録材の凹部に粉体トナーが落ち込むことで発生する画像のかすれや、定着不良を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２４９３７９号公報
【特許文献２】特許第４３６８７１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記のような構成で、高速で画像形成をする際に以下のような課題がある。
【０００８】
上記従来例のように中間転写体上の未定着トナーを膜形成（トナーのフィルム化）させるには、十分な熱量と圧力をトナーに与える必要があるが、高速で中間転写ベルト上の未定着トナーを膜形成する際、上記従来例の膜形成手段では、ニップ不足のために十分な熱量と圧力をトナーに与えることができず、膜形成部のニップ出口を出てもトナーの膜に泡が発生してしまう。それにより、転写定着部で膜形成されたトナー画像を記録材に転写定着した場合、トナー膜に多数の穴が発生してしまい、最終的に記録材上でのトナー画像の濃度低下やフルカラー画像における彩度低下などの画像劣化が発生する課題がある。
【０００９】
ここで、図９を用いて、膜形成の際にトナーベタ画像に泡の発生する理由を説明する。
【００１０】
図９は、中間転写体上のトナーベタ画像Ｔの断面模式図である。図９の膜形成前の図に示すように、トナーベタ画像Ｔには、トナー粒子間に隙間（ａ１、ａ２、ａ３）が存在する。図９の膜形成後の図に示すように、膜形成手段で十分な熱量と圧力をトナー画像Ｔに与えらなかった場合、膜形成されたトナーベタ画像Ｔには、膜形成直前の図の隙間（ａ１、ａ２、ａ３）が残存して、泡（ｂ１、ｂ２、ｂ３）が発生してしまう。
【００１１】
また、高速で中間転写ベルト上の未定着トナーを膜形成するには、短時間に該未定着トナーに十分な熱量を加える必要があるため、中間転写ベルト上のトナーと膜形成手段の温度を上げる必要がある。そのため、膜形成手段にトナー膜がオフセットしやすくなる課題がある。
【００１２】
そこで本発明の目的は、高速での画像形成時においても、膜形成手段でトナー膜に発生する泡の発生を防止するとともに、膜形成手段とトナー膜とのオフセットを防止して、画像劣化の無いトナー膜を記録材上に良好に転写可能な転写同時定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は下記の構成を特徴とする加熱装置である。
【００１４】
すなわち本発明は、未定着トナー像をベルト上に形成し、前記未定着トナー像が加熱ローラと接触することにより、
前記ベルト上で未定着トナー像が溶融膜化する膜形成部と、
該膜形成部により膜形成された未定着トナーを記録材上に膜転写部で転写定着を行なう転写定着装置において、
前記膜形成部には、前記加熱ローラと前記ベルトを介して前記加熱ローラに対向して設けられた加圧部材を有し、
前記加熱ローラと前記ベルトとのニップ部は、第１のニップ部と第２のニップ部で形成されており、前記第１のニップ部は、前記ベルトを前記加熱ローラに巻き付けて、前記ベルトと前記加圧部材とが接触しないで形成さており、前記第２のニップ部は、前記加圧部材が前記ベルトを介して前記加熱ローラに加圧して形成されていることを特徴とする転写定着装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、転写定着方式で高速で画像形成を行っても、膜形成部で、ロングニップと後端加圧を形成することで、膜形成時に、泡のないトナー膜を形成することができ、良好なトナー膜を記録材に転写定着できる。
【００１６】
また、膜形成ニップ出口で、分離角を大きくすることで、膜形成部材と転写定着ベルト上のトナーの分離性の向上することができる。それにより、高速で良好な画質を両立した転写同時定着装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１における転写定着装置の概略を示す断面図
【図２】画像形成装置全体の概略を示す断面図
【図３】実施例１の膜形成部のニップ部を拡大した断面図
【図４】実施例１の膜形成部のニップ部における転写定着ベルトの温度変化と加圧力分布を表した説明図
【図５】実施例２における転写定着装置の概略を示す断面図
【図６】実施例２の膜形成部のニップ部における転写定着ベルトの温度変化と加圧力分布を表した説明図
【図７】実施例３における転写定着装置の概略を示す断面図
【図８】実施例３の膜形成部のニップ部における転写定着ベルトの温度変化と加圧力分布を表した説明図
【図９】膜形成時に泡の発生したトナーベタ画像の断面図
【図１０】膜形成時に泡の発生のないトナーベタ画像の断面図
【図１１】転写定着ベルトの断面模式図
【図１２】本実施例１の構成で、巻き付ける角度θ1が９０度の時の膜形成ニップ部における加圧力分布を説明した図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［実施例１］
本発明の第1の実施例を以下に説明する。まず、本実施例における画像形成装置の本体構成を説明し、次いで本発明に係わる転写定着装置について詳しく説明する。
【００１９】
〈画像形成部〉
図２に示す装置内には第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｇ（Ｂｋ）、Ｇ（Ｃ）、Ｇ（Ｍ）、Ｇ（Ｙ）が併設され、各々異なった色のトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。
【００２０】
画像形成部は、それぞれ専用の像担持体、本例では電子写真感光ドラム１（Ｂｋ）、１（Ｃ）、１（Ｍ）、１（Ｙ）を具備し、各感光ドラム１上に各色のトナー像が形成される。各感光ドラムに隣接して中間転写ベルト７が設置され、感光ドラム上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト７上に１次転写され、２次転写部で転写定着装置２０の転写定着ベルト２１に転写する。
【００２１】
転写定着ベルト２１に転写されたトナーを、膜形成部材２２で膜形成し、膜転写ローラ２４部で記録材に転写して、記録画像として装置外に排出される。
さらに、２次転写ニップの上流で転写定着ベルト２１の温度を下げるため、冷却ローラ２５が転写定着ベルト２１と当接されている。冷却機構は冷却ファンなどでもよい。
【００２２】
感光ドラム１はその回転過程で、帯電装置４により所定の極性・電位の一様な帯電処理を受け、その一様帯電面に対して画像書き込み装置３による像露光を受けることで一様帯電面の露光明部の電位が減衰し、感光ドラム１面に露光パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００２３】
画像書き込み装置３は、本例の場合はレーザスキャナーであり、制御部（ＣＰＵ）において信号処理された画像データに従って変調されたレーザー光を出力し、回転する感光ドラム１の一様帯電面を走査露光して原稿画像情報に対応した静電潜像を形成する。
【００２４】
次いで、その静電潜像は現像装置２によりトナーで現像され、１次転写ローラ６に電圧を印加して感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト7へ転写させる。一方、トナーを中間転写ベルト7へ転写させた後の感光ドラム１面はクリーニング装置５により転写残りトナー等の付着汚染物の除去を受けて清掃されて繰り返して作像に供される。
【００２５】
以下、同様に第２色のシアントナー画像、第３色のマゼンタトナー画像、第４色のイエロートナー画像が順次中間転写ベルト２上に転写され、フルカラートナー画像が、中間転写ベルト７上に形成される。
【００２６】
２６は２次転写ローラで、中間転ベルト７に対応し平行に軸受させて側面部に接触させて配設してある。２次転写ローラ２６には、２次転写バイアス源によって所望の２次転写バイアスが印加されており、中間転写ベルト７上に転写された合成カラートナー画像は、静電的に転写定着ベルト２１に転写される。
【００２７】
中間転写ベルト７に残留したトナー及びその他の異物は、中間転写ベルト７のクリーニング装置１０によって転写残りトナー等や汚染物は除去される。
【００２８】
転写定着ベルト２１に転写されたカラートナー画像は、膜形成部２２を経て膜形成される。膜形成したトナーの記録材Ｐへの転写は以下のように行われる。
【００２９】
給紙カセット３０からレジストローラ３１を通過して、転写定着ベルト２１と転写定着加圧ローラ２７との当接ニップに、所定のタイミングでカット紙の記録材Ｐが給送され、転写定着ベルト２１から記録材Ｐへ、トナー膜画像が転写定着される。
【００３０】
〈転写定着装置〉
次いで、本発明の特徴である転写定着装置２０について以下に説明する。図１は本実施例の転写定着装置の概略断面図である。図１に示すように、転写定着装置２０は以下の構成からなる。中間転写ベルト7の未定着トナーＴを転写定着ベルト２１に転写する２次転写部Ａと、転写定着ベルト２１上の未定着トナーを膜形成する膜形成部Ｂと、トナー膜を記録材Ｐに転写定着する転写定着部Ｃからなる。本実施例の転写定着装置２０のプロセススピードは、２７５ｍｍ/秒とした。
【００３１】
転写定着ベルト２１は、図１１に示すように、基層・中間層・表層の３層構成とした。転写定着ベルト２１の表層は、膜転写部でトナー膜を転写定着ベルトから記録材へ転写定着するために、耐熱性と離型性を有する材料によって形成されるのが好ましい。後述するように、膜形成加熱ローラ２２の表層にも離型層としてフッ素樹脂を用いている。そのため膜形成時に、膜形成加熱ローラ２２の離型層と転写定着ベルト２１の離型層に挟まれたトナー膜を、確実に転写定着ベルト２１側に維持する制御が必要となる。
【００３２】
したがって、本実施例の転写定着ベルト２１の表層には、トナーに対する離型性が、膜形成加熱ローラ２２の表層フッ素樹脂よりもやや低い材質であるＰＴＦＥを使用した。表面層の厚みは耐久性などを考慮して、５〜３０μｍ程度が好ましい。転写定着ベルト２１の中間層は、表面の凹凸が大きい記録材への転写定着ベルト２１の追従性を確保するために、耐熱性のある弾性体が好ましい。本実施例では、厚さ３００μｍのシリコンゴムを用いた。転写定着ベルト２１の基層は耐熱性と強度のある材質が好ましく、本実施例では厚さ１００μｍのポリイミドを用いた。
【００３３】
本実施例では、転写定着ベルト２１が、膜形成加圧ローラ ２３、張架ローラ ２４及び二次転写ローラ２６の３本のローラにより、張架されている。
【００３４】
膜形成部Ｂでは、膜形成加熱ローラ２２と膜形成加圧ローラ２３が転写定着ベルト２１を介して圧接し、膜形成ニップ部を形成している。この膜形成ニップ部Ｎにおいて、転写定着ベルト２１上の未定着トナーに熱と圧力を加えて膜化する。
【００３５】
膜形成加熱ローラ２２は外径φ４６ｍｍである。内部にハロゲンランプＨを内蔵した厚さ１．５ｍｍ、外径φ４２ｍｍのアルミ製の芯金の外側に、厚さ２ｍｍのシリコーンゴムの弾性層が形成されている。膜形成加熱ローラ２２の最表層には、不図示のパーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）からなる厚さ３０μｍの離型層が形成されている。離型層はチューブを被覆させたものでも、表面を塗料でコートしたものであっても良いが、本実施例では耐久性の優れるチューブを使用した。
【００３６】
膜形成加熱ローラ２２は、不図示の回転手段により、図中矢印方向に、プロセススピードと同じ表面移動速度２７５ｍｍ/秒で回転する。膜形成加熱ローラ２２の硬度が低ければ、膜形成加熱ローラ２２と膜形成加圧ローラ２３との加圧ニップ部（図３の第２ニップ部Ｎ２）の幅が確保できる利点があるが、硬度が低すぎると耐久性が低下する弊害がある。本実施例では、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度（１０Ｎ荷重）で６３°になるローラを採用した。
【００３７】
膜形成加圧ローラ２３は、膜形成加熱ローラ２２からトナーに与えた熱を必要以上に奪わないように、低熱容量で低熱伝導率のものが好ましい。本実施例では以下の構成のローラを用いた。膜形成加圧ローラ２３の外径はφ４６ｍｍであり、φ３６ｍｍのアルミ製の芯金の外側に、厚さ５ｍｍの発泡ゴム弾性層を形成している。膜形成加圧ローラ２３は直接トナーに接することはないため、最表層に離型層を設けていない。膜形成加圧ローラ２３は、不図示の加圧構成により５００Ｎの力で加圧されており、膜形成加熱ローラ２２に従動回転する。
【００３８】
以下、図３は、実施例１の膜形成部Ｂの膜形成ニップ部Ｎを拡大した断面図である。図３に示すように、膜形成部Ｂのニップ部Ｎは、「第１ニップ部Ｎ１」と「第２ニップ部Ｎ２」で形成されている。また、本実施例の「第１ニップ部Ｎ１」の転写定着ベルト２１を膜形成加熱ローラ２２に対して接触している角度をθ1とし、本実施例の「第２ニップ部Ｎ２」において、転写定着ベルト２１を膜形成加熱ローラ２２に対して接触している角度をθ2としている。
【００３９】
本実施例の「第１ニップ部Ｎ１」は、転写定着ベルト２１を前記膜形成加熱ローラ２２に巻き付けることによって形成されたニップ部で、転写定着ベルト２１と膜形成加圧ローラ２３が接触していないニップ部である（図３）。本実施例の「第２ニップ部Ｎ２」は、膜形成加熱ローラ２２と膜形成加圧ローラ２３が転写定着ベルト２１を介して圧接して形成されるニップ部である（図３）。この膜形成ニップ部Ｎで、転写定着ベルト２１上の未定着トナーに十分な熱と圧力を加えてトナーを膜形成する。
【００４０】
本実施例の「第１ニップ部Ｎ１」において、転写定着ベルト２１を膜形成加熱ローラ２２に対して巻き付ける角度θ1は４５°とした。この巻き付ける角度θ1を大きくすると、第１ニップ部Ｎ１を大きくすることができ、高速でも第１ニップ部Ｎ１で未定着トナーに十分な熱を与えることができ、高速でトナー膜の形成が可能になる。しかし、この巻き付ける角度を大きくしすぎると、「第１ニップ部Ｎ１」の圧力分布は、均一でなくなり、ニップ部Ｎ１の前半で高く、後半で低くなるため、「第１ニップ部Ｎ１」の後半部の圧力低下（圧抜け）が大きくなる。
【００４１】
ここで、ニップ内での圧抜けにより、従来のカット紙の定着方式で生じる弊害について説明する。
【００４２】
粉体トナー像を記録材上へ静電的に転写した後で定着する従来のカット紙の定着方式では、定着ニップ中に圧抜けがあると、加圧力が高い領域で、中途半端に定着された記録材上の粉体トナー像が、加圧力の弱くなる領域（圧抜け）で、記録材と定着部材の密着性が維持できないことによって、像がずれてしまい、トナー像がずれた状態で定着されてしまう問題がある。一方、本実施例の膜形成ニップ部Ｎに圧力低下（圧抜け）があった場合、この膜形成ニップ部Ｎにおいて、転写定着ベルト２１上の未定着トナー画像Ｔは、加圧力の弱くなる領域（圧抜け）でも、転写定着ベルト２１が張架されているので、転写定着ベルト２１と膜形成加熱ローラ２２の密着性が維持でき、トナー像はずれないで、膜化される。
【００４３】
しかし、本実施例でも、膜形成ニップ部Ｎで、この圧抜けが過度に大きくなると、トナー膜形成部Ｂで転写定着ベルト２１上のトナー画像Ｔが膜形成加熱ローラ２２の熱と圧により溶融する時に、図９で説明したトナー画像Ｔの泡が第１ニップ部Ｎ１の圧力の弱いところに溜まり、トナー膜にその泡が多数発生してしまう。それにより、膜形成工程終了後のトナー画像に多くの泡が残存して、彩度や濃度の低下（画質不良）が発生する問題がある。
【００４４】
図１２に、本実施例の構成で、巻き付ける角度θ1が９０度の時の膜形成ニップ部Ｎにおける圧力分布を示している。この圧力分布については、ニッタ（株）製の圧力分布測定システムPINCHを用いて測定を行った。図１２の点線に示すように、この第１ニップ部Ｎ１の巻き付ける角度θ1を９０度にすると、「第１ニップ部Ｎ１」の後半部の圧力低下（圧抜け）が過度に大きくなり、泡による画像不良が発生した。そのため、本実施例の構成では、それより小さい角度にする必要があった。そこで、本実施例では、膜形成ニップ部Ｎに圧抜けによる画像不良の発生がなく、高速でトナー膜の形成が可能な最適な巻き付ける角度を検討した結果、本実施例の構成においては、４５°とした。
【００４５】
次に図４を用いて、ニップ内の圧力分布と温度分布を説明する。
【００４６】
図４の点線は、本実施例のこの膜形成ニップ部Ｎにおける圧力分布を示している。この図中には、ニップの各地点における位置を横軸方向で、圧力分布と温度プロファイルを合わせた上で、温度プロファイルを重ねて示している。尚、この圧力分布については、ニッタ（株）製の圧力分布測定システムPINCHを用いて測定を行った。図４の点線で示すように、第２ニップ部Ｎ２において見られる膜形成加熱ローラ２２と膜形成加圧ローラ２３との圧接部では加圧力がピークを示すのに対して、第１ニップ部Ｎ１での圧力分布は、膜形成加圧ローラ２３からのバックアップがないことから、第２ニップ部Ｎ２の加圧力に比べて低い圧力分布となっている。以上のようにして形成した本実施形態での第１ニップ部Ｎ１の幅はおよそ１８ｍｍで、第２ニップ部Ｎ２の幅は９．５ｍｍである。なお、第１ニップ部Ｎ１では、平均０．０３ＭＰａの圧力が、第２ニップ部Ｎ２では、平均０．２５ＭＰａの圧力が、かけられている。
【００４７】
図４の実線は、本実施例の膜形成過程におけるニップ部Ｎ中での転写定着ベルト２１上の温度変化を示している。図４のＴｆｂは、フローテスターにおける本実施例のトナーの流出開始温度で、フローテスターは、ＣＦＴ-５００Ｄ（島津製作所製）を使用し、ダイ穴径：1[mm]、荷重値：405[kgf]、昇温速度４[℃／min.]の条件下で、トナーペレットを加熱して溶融流出させ、このとき、トナーがダイの穴から流出を開始した時点の温度を「流出開始温度Ｔfb」とした。
【００４８】
図４の転写定着ベルト２１上の温度測定は次のようにして行った。  温度検知部の熱容量が小さい熱電対（例えば、安立計器（株）製Ｋ型熱電対線径５０μｍ）を転写定着ベルト２１上に貼り付け、その転写定着ベルト２１を上記温度制御された膜形成ニップ部Ｎに搬送させた。そして熱電対から電位差信号を日置電機（株）製メモリハイコーダー（８８４２）にて測定した。その結果、図４に示されるように、転写定着ベルト上の温度は、第２ニップ部Ｎ２に入る前にフローテスターにおけるトナーの流出開始温度Ｔfb以上に上昇していることが分かる。
【００４９】
転写定着ベルト２１が上記の第１ニップ部Ｎ１と第２ニップ部Ｎ２とを通過することにより未定着トナー画像Ｔは、第１ニップ部Ｎ１で未定着トナー画像Ｔが十分に熱量を確保してから、未定着トナーの温度がフローテスターの流出開始温度Ｔfb以上になった時に第２ニップ部Ｎ２の熱と圧によって、トナーが十分に溶け広がり、トナー膜が形成される。そこで、上記のニップ時間を確保するために、本実施例では転写定着ベルト２１を膜形成加熱ローラ２２に巻き付けて、ニップ時間を長くした結果、ニップ時間を１００ｍｓｅｃ確保できた。
【００５０】
ここで、図１０を用いて、未定着トナーベタ画像の膜形成を説明する。
【００５１】
図１０は、中間転写体上のトナーベタ画像Ｔの断面模式図である。図１０の膜形成直前の図に示すように、トナーベタ画像Ｔには、トナー粒子間に隙間（ａ１、ａ２、ａ３）が存在する。図１０の膜形成直後の図に示すように、膜形成手段で十分な熱量と圧力をトナー画像Ｔに与ええているので、膜形成されたトナーベタ画像Ｔには、図１０で説明した泡（ｂ１、ｂ２、ｂ３）が発生せず、泡のない良好なトナー膜を形成することができた。
【００５２】
さらに、転写定着ベルト２１上のトナー膜Ｔと膜形成加熱ローラ２２とを良好に分離させるために、膜形成部の膜形成ニップ部Ｎの出口で、転写定着ベルト２１を膜形成加圧ローラ２３に巻き付けて、膜形成時の分離角を大きくした。
【００５３】
図１に示すように、膜転写部Ｃでは、転写定着加圧ローラ２７が、転写定着ベルト２１を内側に配置された張架ローラ２４に対して圧接し、転写定着ベルト２１との間に膜転写ニップ部Ｎ３を形成している。
【００５４】
この膜転写ニップ部Ｎ３で、転写定着ベルト２１上に形成されているトナー膜に圧力を加えて記録材Ｐに転写定着を行う。記録材Ｐは、給紙カセット３１からレジストローラ３２を通過して、転写定着ベルト２１と膜転写ローラ２４との膜転写ニップ部Ｎ３に、所定のタイミングで給送される。
【００５５】
転写定着加圧ローラ２７は外径φ４６ｍｍである。φ４２ｍｍのアルミ製の芯金の外側に、厚さ２ｍｍのシリコーンゴムの弾性層が形成されている。転写定着加圧ローラ２７の最表層には、不図示のパーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）からなる厚さ３０μｍの離型層が形成されている。離型層はチューブを被覆させたものでも、表面を塗料でコートしたものであっても良いが、本実施例では耐久性の優れるチューブを使用した。
【００５６】
張架ローラ２４は外径φ４６ｍｍであり、φ４２ｍｍのアルミ製の芯金の外側に、厚さ２ｍｍのシリコーンゴムの弾性層を形成している。張架ローラ２４は転写定着ベルト２１の内部にあるので、直接トナーに接することはないため、最表層に離型層を設けていない。
【００５７】
本実施形態において、不図示の押圧力手段によって、膜転写ローラ２４は、４５０Ｎの力で張架ローラ３６に対して加圧され、幅１０ｍｍの膜転写ニップ部を形成しており、本実施形態の膜転写ニップ部Ｎ３の平均圧力は、１．５ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００５８】
さらに、２次転写ニップの上流で転写定着ベルト２１の温度を下げるため、冷却ローラ２５が転写定着ベルト２１と当接されている。また、冷却ローラ２５は、必要に応じて、押圧力を調整することで、転写定着ベルト２１の張架力の調整に用いてもよい。
【００５９】
以上説明したように、本実施例では、膜形成ニップ部で、ロングニップ部を形成することができ、高速での膜形成時にトナー膜に発生する泡を防止することができ、良好なトナー膜を記録紙Ｐに転写定着できる。その結果、記録材上でのトナー画像の濃度低下やフルカラー画像における彩度低下などの画像劣化が防止される。  また、膜形成ニップ出口で、分離角を大きくすることで、膜形成部材と転写定着ベルト上のトナーの分離性の向上することができる。それにより、高速でかつ良好な画質を両立する効果が得られる。
【００６０】
［実施例２］
本発明の第２の実施例を以下に説明する。本実施例において、未定着トナー像を形成する画像形成装置については、上記実施例１と同じであり、説明を省略する。
【００６１】
図５は本実施例である転写定着装置２０の概略断面図である。本実施例では、膜形成加圧部材として、実施例１の膜形成加圧ローラ２３から膜形成加圧パッド２８に変えたものである。 また、本実施例の転写定着装置２０のプロセススピードは、３２０ｍｍ/秒とした。
【００６２】
図５に示すように加圧パッドに変えることによって、実施例１と比べて第２ニップ部Ｎ２を幅広くすることができ、 実施例１よりも高速で転写定着ベルト２１に画像不良のない良好なトナー膜を形成することができる。本実施例の「第１ニップ部Ｎ１」は、実施例１と同様に、転写定着ベルト２１を膜形成加圧ローラ２３に対して４５度の角度で巻き付けて形成されている。
【００６３】
膜形成加圧パッド２８は、この転写定着ベルト２１を挟んで膜形成加熱ローラ２２に圧力を与えるように配置されている。膜形成加圧パッド２８は、熱伝導度が低く、かつ、膜形成加熱ローラ２２の弾性体層よりも硬い材料で形成されており、耐熱性樹脂またはセラミックから構成されている。
【００６４】
膜形成加圧パッド２８の転写定着ベルト２１内面と接触する表面には、10〜50μｍ程度のPFA、PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂層が形成されていて、摩擦抵抗を低減している。また、膜形成加圧パッド２８と転写定着ベルト２１内面との摩擦抵抗を低減するために、転写定着ベルト２１内面の内面に耐熱性のあるフッ素系グリース等の潤滑材を塗布してもよい。
【００６５】
膜形成加圧パッド２８の膜形成加熱ローラ２２との対向面は、膜形成加熱ローラ２２の外周面に沿った湾曲面としてある。具体的には、加圧パッド２８の湾曲面の曲率半径は、加熱ローラ２２の外周面の半径（２３ mm ）よりも大きい３５ mmとしてある。加圧パッド２８の幅は１５ｍｍである。そして、この加圧パッド２８は、加熱ローラ２２の中心軸に対して、付図示の加圧構成により５００Ｎの力で加圧されている。
【００６６】
また、図６には、図４と同様に、本実施例の膜形成過程におけるニップ部Ｎ中の圧力分布と温度変化を示した図である。図６の実線で示すように、本実施例においても、転写定着ベルト２１上の温度は、第２ニップ部Ｎ２に入る前にフローテスターにおけるトナーの流出開始温度以上に上昇していることが分かる。
【００６７】
図６の点線に、本実施例のこの膜形成ニップ部Ｎにおける圧力分布の様子を示す。図６の点線で示すように、第２ニップ部Ｎ２において見られる膜形成加熱ローラ２２と膜形成加圧パッド２８との圧接部では加圧力がピークを示すのに対して、第１ニップ部Ｎ１での圧力分布は、膜形成加圧パッド２８からのバックアップがないことから、第２ニップ部Ｎ２の加圧力に比べて低い圧力分布となっている。
【００６８】
以上のようにして形成した本実施形態での第１ニップ部Ｎ１の幅はおよそ１８ｍｍで、第２ニップ部Ｎ２の幅は１４ｍｍである。なお、第１ニップ部Ｎ１では、平均０．０３ＭＰａの圧力が、第２ニップ部Ｎ２では、平均０．１８ＭＰａの圧力が、かけられている。
【００６９】
以上説明したように、本実施例では、膜形成ニップ部で、実施例１よりも、ロングニップ部を形成することができ、実施例１よりも高速にしても膜形成時にトナー膜に発生する泡を防止することができ、良好なトナー膜を記録紙Ｐに転写定着できる。
【００７０】
［実施例３］
本発明の第３の実施例を以下に説明する。本実施例において、未定着トナー像を形成する画像形成装置については、上記実施例１と同じであり、説明を省略する。
【００７１】
図７は本件第３の実施例である転写定着装置の概略断面図である。本実施例では、膜形成加圧部材として、実施例１の膜形成加圧ローラ２３から膜形成上流加圧パッド２９、膜形成下流加圧ローラ３０の両方を用いたものに変えたものである。また、本実施例の転写定着装置２０のプロセススピードは、３６０ｍｍ/秒とした。
【００７２】
本実施例の「第１ニップ部Ｎ１」は、実施例１と同様に、転写定着ベルト２１を膜形成加圧ローラ２３に対して４５度の角度で巻き付けて形成されている。
【００７３】
図７に示すように、加圧パッド２９と加圧ローラ３０を組み合わせることによって、加圧ニップ幅を、実施例２よりも加圧ニップ幅を広くすることができ、 実施例２よりも高速で転写定着ベルト２１に画像不良のない良好なトナー膜を形成することができる。膜形成上流加圧パッド２９は、幅広い第２ニップ部Ｎ２を確保するためのもので、弾性体部材が金属製等のホルダーに保持されている。この弾性体部材は、ほぼ加熱ローラ２２の外周面に倣うようになっており、加熱ローラ２２に対して押圧されている。パッド２９の弾性体部材としては、耐熱性の高いシリコーンゴムを用いた。その弾性体部材の表面には、転写定着ベルト２１の内周面とパッド２９との摩擦を小さくするために、フッ素樹脂シートまたはフッ素樹脂コートが設けられている。加圧パッド２８の弾性体部材の幅は１１ｍｍである。
【００７４】
また、パッド２９の下流側の膜形成下流加圧ローラ３０は、加熱ローラ２２の中心に向かって加圧されており、トナーに大きい加圧力を与えるために、膜形成加熱ローラ２２の弾性体層よりも硬い材料で形成されていることが好ましい。本実施例の加圧ローラ３０は、ステンレス製のローラであり、外径Φが１１ｍｍのものを使用した。
【００７５】
また、図８には、図４と同様に、本実施例の膜形成過程におけるニップ部Ｎ中の圧力分布と温度変化を示した図である。図８の実線で示すように、本実施例においても、転写定着ベルト２１上の温度は、第２ニップ部Ｎ２に入る前にフローテスターにおけるトナーの流出開始温度以上に上昇していることが分かる。図８の点線に、本実施例のこの膜形成ニップ部Ｎにおける圧力分布の様子を示す。図８の点線で示すように、第２ニップ部Ｎ２において見られる膜形成加熱ローラ２２と加圧部材（加圧パッド２９と加圧ローラ３０）との圧接部では加圧力がピークを示すのに対して、第１ニップ部Ｎ１での圧力分布は、加圧部材からのバックアップがないことから、第２ニップ部Ｎ２の加圧力に比べて低い圧力分布となっている。
【００７６】
以上のようにして形成した本実施形態での第１ニップ部Ｎ１の幅はおよそ１８ｍｍで、第２ニップ部Ｎ２の幅も１８ｍｍである。なお、第１ニップ部Ｎ１では、平均０．０３ＭＰａの圧力が、第２ニップ部Ｎ２の膜形成上流加圧パッド２９によるニップ部では、平均０．１０ＭＰａの圧力が、膜形成下流加圧ローラ３０によるニップ部では、平均０．２５ＭＰａの圧力が、かけられている。
【００７７】
以上説明したように、本実施例では、膜形成ニップ部で、実施例２よりも、ロングニップ部を形成することができ、実施例２よりも高速にしても膜形成時にトナー膜に発生する泡を防止することができ、良好なトナー膜を記録紙Ｐに転写定着できる。
【符号の説明】
【００７８】
１  感光ドラム
２  現像装置
３  画像書き込み装置
４  帯電装置
５  クリーニング装置
６  １次転写ローラ
７  中間転写ベルト
８  中間転写部ローラ
９  中間転写部加圧ローラ
１０  クリーニング装置
２０  転写定着装置
２１  転写定着ベルト
２２  膜形成加熱ローラ
２３  膜形成加圧ローラ
２４  張架ローラ
２５  冷却ローラ
２６  二次転写ローラ
２７  転写定着加圧ローラ
２８  膜形成加圧パッド
２９  膜形成上流加圧パッド
３０  膜形成下流加圧ローラ
３１  給紙カセット
３２  レジストローラ
Ｎ  膜形成ニップ部
Ｎ１  第１ニップ部  
Ｎ２  第２ニップ部
Ｎ３  膜転写ニップ部
Ｈ  ハロゲンヒータ
Ｔ  トナー
Ｐ  記録材
Ａ…２次転写部
Ｂ…トナー膜形成部
Ｃ…トナー膜転写部
【図４】
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【図８】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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