(57)【要約】【課題】中間転写体等の第２の像担持体を直接加熱しない転写定着方式を採用する画像形成装置にあって、２次転写後の第２の像担持体上の２次転写残トナーを有効に除去してクリーニング効果を高め、高画質の定着画像を形成可能とする。【解決手段】中間転写体２０の走行方向における１次転写位置Ｐ１の上流であって２次転写位置Ｐ２の下流に、その２次転写位置を通過後の中間転写体に押し当ててその上の２次転写残トナーを加圧するトナー加圧手段５０と、そのトナー加圧手段で加圧した２次転写残トナーを中間転写体上から除去する２次クリーニング装置２６とを設ける。また、中間転写体の走行方向に沿って２次転写位置からトナー加圧手段までの距離をＬ１とし、２次転写位置を通過後に、中間転写体上のトナーに内含するワックス等の離型剤が融点以下となるまでに、中間転写体が走行する走行距離をＬ２とするとき、Ｌ１≦Ｌ２とする。【選択図】図１
2008040069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の像担持体で担持するトナー像を１次転写位置で第２の像担持体上に１次転写し、その第２の像担持体で担持するトナー像を２次転写位置で転写定着手段の転写定着体に２次転写し、その転写定着体上のトナーを加熱して融解することにより記録媒体に３次転写すると同時に定着して記録媒体に画像を記録する画像形成装置において、
前記第２の像担持体の走行方向における前記１次転写位置の上流であって前記２次転写位置の下流に、その２次転写位置を通過後の前記第２の像担持体に押し当ててその上の２次転写残トナーを加圧するトナー加圧手段と、そのトナー加圧手段で加圧した２次転写残トナーを前記第２の像担持体上から除去する２次クリーニング装置とを設け、
前記第２の像担持体の走行方向に沿って前記２次転写位置から前記トナー加圧手段までの距離をＬ１とし、前記２次転写位置を通過後に、前記第２の像担持体上のトナーに内含する離型剤が融点以下となるまでに、前記第２の像担持体が走行する走行距離をＬ２とするとき、Ｌ１≦Ｌ２とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー加圧手段として、外周面を前記第２の像担持体に押し当てる回転体を使用することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記回転体に前記第２の像担持体を挟んで対向する対向部材を備えることを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記対向部材として、前記２次転写位置で、前記第２の像担持体を挟んで前記転写定着体に対向して配置する２次転写ローラを用いることを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー加圧手段に、前記第２の像担持体を冷却する機能を持たせることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー加圧手段を前記第２の像担持体から引き離す離間手段を備えることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。より具体的には、そのうち特に、感光体等の第１の像担持体で担持するトナー像を１次転写位置で中間転写体等の第２の像担持体上に１次転写し、その第２の像担持体で担持するトナー像を２次転写位置で転写定着手段の転写定着体に２次転写し、その転写定着体上のトナーを加熱して融解することにより３次転写すると同時に定着して、転写定着手段を通過する用紙・ＯＨＰフィルム等の記録媒体に画像を記録する電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、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てトナー画像を形成した後、そのトナー像を静電的に転写し、定着することにより用紙等の記録媒体に画像を記録する画像形成装置が広く用いられている。ところが、この種の画像形成装置においては、記録媒体の表面に凹凸があることから、記録媒体と感光体が完全に密着せずにそれらの間に不均一なギャップを生じ、転写電界が乱れたり、トナー同士のクーロン反発力を招いたり、また画像形成装置まわりの温度や湿度などの設置環境条件によって記録媒体の含水率が変化し、それによって記録媒体の電気抵抗が変化するために画像が乱れたりするなどの問題がある。
【０００３】
これらの問題を解決するために、従来の画像形成装置の中には、例えば特許文献１に示されているように、感光体から中間転写体に多色のトナー像を重ねて静電的に１次転写し、中間転写体上でトナーを加熱溶融して後、その溶融したトナー像を所定の転写同時定着部において記録媒体に２次転写すると同時に定着し、カラーコピーを得るようにしたものが提案されている。
【０００４】
しかし、このような画像形成装置では、トナー加熱時間と同じだけ中間転写体も加熱され、しかも内面側から層厚み方向全体に加熱されるために、トナーを加熱溶融して２次転写領域通過後の第２の像担持体が再び一次転写領域に入ることにより、中間転写体によって感光体が加熱されて、トナーの固着などの問題が発生していた。
【０００５】
このような問題をも解決するために、冷却ファンを用いて中間転写体を途中で冷却することや、ヒートシンクなどによって温度上昇防止を図る策も提案されている。しかし、中間転写体が直接加熱される転写定着方式を用いた画像形成装置では、上記のような冷却手段を用いても中間転写体の温度を十分に低減させることが難しく、感光体の物理的特性の変化やトナー固着による画像劣化が問題となり、さらに加熱冷却の激しいヒートサイクルが繰り返されることになり、中間転写体の耐久性や画像形成装置の熱効率の観点から非常に不利である問題があった。また、冷却装置のコスト高や冷却装置による消費電力の増大にもつながる問題もあった。
【０００６】
そこで、さらにこのような問題をも解決するために、中間転写体を直接加熱しない画像形成装置も考案されている。例えば特許文献２には、電子写真方式による画像形成装置において、中間転写体に形成された未定着トナー像を転写定着手段の転写定着体に転写し、転写定着体上で未定着トナーを加熱して融解させることにより、転写定着体に圧接する加圧ローラとの間に形成するニップ部（以下、「転写定着ニップ」という）においてトナー像を転写と同時に定着することによって、転写定着手段を通過する記録媒体に定着画像を形成することが示されている。
【０００７】
この画像形成装置によると、直接的に中間転写体を加熱することがないために、中間転写体への熱移動を抑制できるので、感光体の物理的特性の変化やトナー固着を低減させて、高画質の定着画像を形成することができる。また、感光体や中間転写体の耐久性を向上させることができる。また、転写定着方式によりトナーを加熱する時間を長くできるために、低温定着が可能で、かつウォームアップ時間を短くできるために省エネルギー性を向上させることができる。
【０００８】
しかし、上記のような直接的に中間転写体を加熱しない転写定着手段を備える画像形成装置においても、特有の課題がある。すなわち、直接的に中間転写体を加熱することがない転写定着手段では、中間転写体上のトナー像を静電的に転写定着体に転写する方式が有効的である。そのため、中間転写体と転写定着体とがなすニップ（以下、「２次転写ニップ」という）は、転写定着体から中間転写体への伝熱を極力抑えるために、低温でかつ低圧でかつニップ幅を狭くすることが望まれる。
【０００９】
ところで、転写定着ニップにおいては、記録媒体に転写定着される際に、転写定着体とトナーとの離型剤として働く内含ワックスは、熱と圧力によってトナー外部に染み出すことが知られている。しかし、２次転写ニップでは、低温、低圧、狭幅のために、転写残トナーの内含ワックスがトナー外部に染み出さない場合がある。そのため、転写定着体および中間転写体からの伝熱によって軟化した転写残トナーは、中間転写体とトナーおよびトナー層との界面にワックスが介在しないまま固化することで中間転写体との間の付着力が高まり、固着トナーのクリーニングが困難となって画像が劣化してしまうという問題が生じる。
【００１０】
これに対し、特許文献３には、熱源を有するローラなどで転写残トナーを加熱融解することにより中間転写体に対する付着力を弱めて、クリーニング装置で固着トナーを除去することが記載されている。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−６３１２１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４５２６０号公報
【特許文献３】特開２００３−０９１１６６号公報
【特許文献４】特開２００５−１８９６９４号公報
【特許文献５】特開２００６−０４７９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、加熱された中間転写体を再び冷却する手段を設ける必要があるために、コスト面で不利であること、さらに省エネルギ性および中間転写体の耐久性の観点からも不利であり、中間転写体を直接加熱しない転写定着方式の採用が望ましかった。
【００１３】
そこで、この発明の目的は、中間転写体等の第２の像担持体を直接加熱しない転写定着方式を採用する画像形成装置にあって、感光体や中間転写体などの像担持体の耐久性を確保し、省エネルギで、しかも安価な手段を用い、２次転写後の第２の像担持体上の２次転写残トナーを有効に除去してクリーニング効果を高め、高画質の定着画像を形成可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このため、請求項１に記載の発明は、感光体等の第１の像担持体で担持するトナー像を１次転写位置で中間転写体等の第２の像担持体上に１次転写し、その第２の像担持体で担持するトナー像を２次転写位置で転写定着手段の転写定着体に２次転写し、その転写定着体上のトナーを加熱して融解することにより、用紙・ＯＨＰフィルム等の記録媒体に３次転写すると同時に定着して記録媒体に画像を記録する、複写機・プリンタ・ファクシミリなどの画像形成装置において、
前記第２の像担持体の走行方向における前記１次転写位置の上流であって前記２次転写位置の下流に、その２次転写位置を通過後の前記第２の像担持体に押し当ててその上の２次転写残トナーを加圧するトナー加圧手段と、そのトナー加圧手段で加圧した２次転写残トナーを前記第２の像担持体上から除去する、ブレードやブラシやローラなどのクリーニング部材を用いる２次クリーニング装置とを設け、
前記第２の像担持体の走行方向に沿って前記２次転写位置から前記トナー加圧手段までの距離をＬ１とし、前記２次転写位置を通過後に、前記第２の像担持体上のトナーに内含するワックス等の離型剤が融点以下となるまでに、前記第２の像担持体が走行する走行距離をＬ２とするとき、Ｌ１≦Ｌ２とすることを特徴とする。走行距離Ｌ２は、離型剤の融点や粘性の温度依存性などの物性、２次転写位置の温度、面圧、ニップ幅、第２の像担持体の線速など、複数のパラメータから決定される値である。
【００１５】
そして、第１の像担持体で担持するトナー像を１次転写位置で第２の像担持体上に１次転写し、その第２の像担持体で担持するトナー像を２次転写位置で転写定着手段の転写定着体に２次転写し、その転写定着体上のトナーを加熱して融解することにより３次転写すると同時に定着して記録媒体に画像を記録するような、第２の像担持体を直接加熱しない転写定着方式を採用する画像形成装置にあって、２次転写位置を通過後の第２の像担持体に、その第２の像担持体上の２次転写残トナーに内含する離型剤が融点以上に保たれている状態でトナー加圧手段を押し当てて第２の像担持体上の２次転写残トナーを加圧し、離型剤をトナー外部に染み出させて第２の像担持体に対するトナーの付着力を弱め、離型性を良くして２次転写残トナーを２次クリーニング装置により第２の像担持体上から除去して後、第２の像担持体を再び１次転写位置へと戻すようにする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記トナー加圧手段として、外周面を前記第２の像担持体に押し当てる、ローラや無端ベルトなどの回転体を使用することを特徴とする。
【００１７】
そして、２次転写位置を通過後の第２の像担持体の移動とともに、それに外周面を押し当てるトナー加圧手段である回転体を回転する。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記回転体に前記第２の像担持体を挟んで対向する対向ローラ等の対向部材を備えることを特徴とする。
【００１９】
そして、第２の像担持体の移動とともに、その第２の像担持体を対向部材との間で挟んで外周面を押し当ててトナー加圧手段である回転体を回転する。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記対向部材として、前記２次転写位置で、前記第２の像担持体を挟んで前記転写定着体に対向して配置する２次転写ローラを用いることを特徴とする。
【００２１】
そして、第２の像担持体の移動とともに、その第２の像担持体を２次転写ローラとの間で挟んで外周面を押し当てて回転体を回転する。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１に記載の画像形成装置において、前記トナー加圧手段に、前記第２の像担持体を冷却する機能を持たせることを特徴とする。
【００２３】
そして、第２の像担持体に、その第２の像担持体上のトナーに内含する離型剤が融点以上に保たれている状態でトナー加圧手段を押し当ててその第２の像担持体上の２次転写残トナーを加圧するとともに、トナー加圧手段で第２の像担持体を冷却する。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１に記載の画像形成装置において、前記トナー加圧手段を前記第２の像担持体から引き離す離間手段を備えることを特徴とする。
【００２５】
そして、ジャム時や停電時などの異常時や、非作像時には、離間手段を働かせてトナー加圧手段を第２の像担持体から引き離す。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１に記載の発明によれば、第１の像担持体で担持するトナー像を１次転写位置で第２の像担持体上に１次転写し、その第２の像担持体で担持するトナー像を２次転写位置で転写定着手段の転写定着体に２次転写し、その転写定着体上のトナーを加熱して融解することにより３次転写すると同時に定着して記録媒体に画像を記録するような、第２の像担持体を直接加熱しない転写定着方式を採用するので、第２の像担持体を冷却する冷却装置を不要とし、電力消費を少なくして省エネルギとし、コストの低減を図るとともに、感光体や中間転写体などの像担持体の加熱と冷却を繰り返すことなく、像担持体の耐久性を向上することができる。
【００２７】
しかも、そのような画像形成装置にあって、２次転写位置を通過後の第２の像担持体に、その第２の像担持体上の２次転写残トナーに内含する離型剤が融点以上に保たれている状態でトナー加圧手段を押し当てて第２の像担持体上の２次転写残トナーを加圧し、離型剤をトナー外部に染み出させて第２の像担持体に対するトナーの付着力を弱め、離型性を良くして２次転写残トナーを２次クリーニング装置により第２の像担持体上から除去して後、第２の像担持体を再び１次転写位置へと戻すようにするので、２次転写後の中間転写体等の第２の像担持体上の２次転写残トナーを有効に除去してクリーニング効果を高め、高画質の定着画像を形成可能とすることができる。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、２次転写位置を通過後の第２の像担持体の移動とともに、それに外周面を押し当てるトナー加圧手段である回転体を回転するので、トナー加圧手段との摩擦を少なくして第２の像担持体の移動負荷を小さくすることができる。
【００２９】
請求項３に記載の発明によれば、第２の像担持体の移動とともに、その第２の像担持体を対向部材との間で挟んで外周面を押し当ててトナー加圧手段である回転体を回転するので、第２の像担持体上の２次転写残トナーを十分に加圧し、離型剤をトナー外部に染み出させて第２の像担持体に対するトナーの付着力を弱め、離型性を向上してトナーのクリーニング効果を一層高めることができる。
【００３０】
請求項４に記載の発明によれば、対向部材として、２次転写位置で、第２の像担持体を挟んで転写定着体に対向して配置する２次転写ローラを用い、第２の像担持体の移動とともに、その第２の像担持体を２次転写ローラとの間で挟んで外周面を押し当ててトナー加圧手段である回転体を回転するので、２次転写ローラを対向部材としても利用することで独立の対向部材５１を不要とし、部品点数を削減してコストダウンを図ることができるとともに、省スペース化を図って小型化を可能とすることができる。
【００３１】
請求項５に記載の発明によれば、トナー加圧手段に、第２の像担持体を冷却する機能を持たせ、第２の像担持体に、その第２の像担持体上のトナーに内含する離型剤が融点以上に保たれている状態でトナー加圧手段を押し当ててその第２の像担持体上の２次転写残トナーを加圧するとともに、トナー加圧手段で第２の像担持体を冷却するので、転写定着体の熱を受けて温度上昇した第２の像担持体がそのまま１次転写位置へと移動することにより、その第２の像担持体によって第１の像担持体が加熱されて、トナー固着などの問題を生ずるおそれをなくすことができる。別途冷却装置を備える必要をなくして、コストの低減を図るとともに、スペース的にも余裕を持たせて設計を容易とし、また小型化を可能とすることができる。
【００３２】
請求項６に記載の発明によれば、トナー加圧手段を第２の像担持体から引き離す離間手段を備え、異常時や非作像時には、離間手段を働かせてトナー加圧手段を第２の像担持体から引き離すので、不必要なトナー加圧をなくして無駄な部品消耗を防ぐことができる。ジャム時や停電時などの異常時には、強制的に電源をオフするので、離型剤が融点に達することなく、トナーを加圧する意味がない。また、非作像時にも、トナーを加圧する理由がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図１には、この発明による画像形成装置の一例であるタンデム型カラー複写機における要部構成を示す。
【００３４】
図示カラー複写機において、符号１００は作像手段、２００は中間転写手段、３００は転写定着手段、４００は記録媒体搬送手段である。作像手段１００の上に設置されている画像読取手段は、図示省略してなる。
【００３５】
作像手段１００には、イエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの作像ステーションを備える。各作像ステーションは、それぞれ同一構成であり、ともに反時計まわりに回転する第１の像担持体であるドラム状の感光体１０を平行に並べて設置し、各感光体１０のまわりに帯電装置１１、現像装置１２、１次クリーニング装置１３などを配置してなるが、現像装置１２にはそれぞれ異なる色のカラートナーを収容している。各作像ステーションの上には、共通の１つの書込み装置１４を設ける。なお、図においては、符号にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｂを付し、イエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの別を示す。また、この例では、トナーは、マイナスに帯電している場合で説明する。
【００３６】
中間転写手段２００には、第２の像担持体であるベルト状の中間転写体２０を、駆動ローラ２１、２次転写ローラ２２、冷却ローラ２３、従動ローラ２４に掛けまわして、図中時計まわりに走行可能に備えてなる。中間転写体２０は、トナーが転写されやすいように、フッ素樹脂系材料であるＰＦＡやＰＴＦＥなどをコーティングして表面に離型層を形成している。
【００３７】
そして、各作像ステーションの感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂには、１次転写位置Ｐ１でそれぞれ中間転写体２０を挟んで１次転写ローラ２５Ｙ、２５Ｃ、２５Ｍ、２５Ｂを押し当てる。また、従動ローラ２４のまわりには、中間転写体２０の表面をクリーニングする２次クリーニング装置２６を設ける。２次クリーニング装置２６では、クリーニング部材としてクリーニングブレード２７を使用し、先端を、中間転写体２０の走行方向に対してカウンタ方向に向けてその表面に押し当ててなる。もちろん、クリーニング部材としては、クリーニングブレードに限らず、クリーニングブラシやクリーニングローラを使用することもできる。
【００３８】
転写定着手段３００には、ローラ状の転写定着体３０に加圧ローラ３１を付勢部材３２で押し当てて構成してなる。そして、転写定着体３０には、２次転写ローラ２２を不図示の付勢部材を用いて中間転写体２０を介して押圧して２次転写位置Ｐ２に２次転写ニップを形成するとともに、付勢部材３２を用いて加圧ローラ３１を押し当てて３次転写位置Ｐ３に３次転写ニップを形成する。転写定着体３０は、アルミニウム等よりなる金属パイプ製の芯金と、その表面に設けるシリコーンゴムなどからなる弾性層と、その表面にフッ素樹脂系材料であるＰＦＡやＰＴＦＥなどをコーティングして形成する離型層とからなる。この転写定着体３０の弾性層または離型層には、抵抗調整剤として、イオン導電性材料またはカーボンなどの電子導電性材料を分散している。
【００３９】
そして、この例では、図中反時計まわりに回転する転写定着体３０のまわりであって、２次転写位置Ｐ２の下流で、３次転写位置Ｐ３の上流に、転写定着体３０が担持するトナー像を加熱する加熱手段３３を配置する。加熱手段３３は、ハロゲンヒータ３４と、その輻射熱を反射して転写定着体３０上のトナー像を効率よく加熱するための反射板３５とで構成する。また、転写定着体３０のまわりであって、３次転写位置Ｐ３の下流で、２次転写位置Ｐ２の上流に、３次クリーニング装置３６を配置する。
【００４０】
なお、図１に示す例では、加熱手段３３を転写定着体３０のまわりに配置したが、円筒状に形成した転写定着体の内部に配置して内側から加熱するようにしてもよい。また、金属からなる発熱層を設けて転写定着体を構成し、３次転写位置Ｐ３の上流で転写定着体に近付けて励磁コイルを設ける構成とし、励磁コイルに通電して発熱層を発熱することにより誘導加熱により転写定着体を加熱するようにしてもよい。
【００４１】
記録媒体搬送手段４００には、記録媒体Ｓを積載収容する給紙トレイ４０と、給紙トレイ４０内の記録媒体Ｓを上から順に１枚ずつ分離して送り出す給紙コロ４１と、給紙コロ４１で送り出した記録媒体Ｓを案内するガイド板４２と、ガイド板４２で案内する記録媒体Ｓを搬送する搬送ローラ対４３と、搬送ローラ対４３で搬送する記録媒体Ｓの先端を突き当てていったん停止し、転写定着体３０が担持するトナー像にタイミングを合わせて３次転写位置Ｐ３に向けて送り出すレジストローラ対４４などで構成する。
【００４２】
ところで、いまこのカラー複写機を用いてコピーをとるときは、不図示の自動原稿搬送手段の原稿台上に原稿をセットする。または、自動原稿搬送手段を開いて、図示省略する画像読取手段のコンタクトガラス上に原稿をセットし、自動原稿搬送手段を閉じてそれで押さえる。
【００４３】
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送手段に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス上へと移動してから、画像読取手段を駆動して原稿内容を読み取る。コンタクトガラス上に原稿をセットしたときは、そのまま原稿内容を読み取る。
【００４４】
また、不図示のスタートスイッチを押すと、適宜のタイミングで個々の作像ステーションの感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂをそれぞれ回転する。そして、各感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂの表面を帯電装置１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｂで一様にマイナス帯電し、画像読取手段からの画像情報に基づいて書込み装置１４により書込みを行って感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂ上にそれぞれ静電潜像を形成する。その後、現像装置１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂによりトナーを付着して各感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂ上にそれぞれイエロ、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像を形成する。
【００４５】
不図示のスタートスイッチを押すと、また適宜のタイミングで不図示の駆動モータで中間転写手段２００の駆動ローラ２１を回転駆動して２次転写ローラ２２、冷却ローラ２３、従動ローラ２４を従動回転し、中間転写体２０を回転搬送する。そして、中間転写体２０の搬送とともに、各感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂで担持するトナー像を１次転写位置Ｐ１で１次転写ローラ２５Ｙ、２５Ｃ、２５Ｍ、２５Ｂにより順次１次転写し、イエロ、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像を重ねて中間転写体２０上に合成カラー画像を形成する。
【００４６】
１次転写後に感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂ上に残留した１次転写残トナーは、１次クリーニング装置１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｂによりそれぞれ除去する。１次クリーニング後の感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂの表面は、不図示の除電ランプにより除電してそれぞれ初期化し、帯電装置１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｂからはじまる再度の画像形成に備える。
【００４７】
不図示のスタートスイッチを押すと、また適宜のタイミングで不図示の駆動モータで転写定着手段３００の定着回転体３０を回転駆動して加圧ローラ３１を従動回転する。そして、中間転写体２０で担持する合成カラー画像を２次転写位置Ｐ２で２次転写ローラ２２により定着回転体３０に２次転写する。定着回転体３０上のトナーは、加熱手段３３により所定の温度まで加熱して融解する。
【００４８】
２次転写位置Ｐ２通過後の中間転写体２０は、冷却ローラ２３により熱を奪って冷却してから、２次転写後に中間転写体２０上に残留した２次転写残トナーを２次クリーニング装置２６により除去して後、再び１次転写位置Ｐ１へと戻す。
【００４９】
不図示のスタートスイッチを押すと、また適宜のタイミングで不図示の駆動モータで記録媒体搬送手段４００の給紙コロ４１を回転して給紙トレイ４０内の記録媒体Ｓを送り出し、ガイド板４２で案内しながら搬送ローラ対４３で搬送し、記録媒体Ｓの先端をレジストローラ対４４に突き当てて止める。そして、転写定着体３０で担持するトナー像にタイミングを合わせてレジストローラ対４４を回転し、記録媒体Ｓを３次転写位置Ｐ３に向けて送り出し、転写定着体３０で担持するトナー像を３次転写位置Ｐ３で記録媒体Ｓに３次転写すると同時に圧接して定着し、記録媒体Ｓに画像を記録して矢示方向に排出する。
【００５０】
３次転写後に転写定着体３０上に残留した３次転写残トナーは、３次クリーニング装置３６により除去する。
【００５１】
ところで、図示カラー複写機では、３次転写時にトナーと回転定着体３０との離型性を良くするために、トナー内に離型剤を含有させている。すなわち、トナーの母材である樹脂中に、ワックスに代表される離型剤を内含している。
【００５２】
トナーの母材として用いる樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、スチレンまたはその置換体の重合体、スチレン系共重合体、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、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、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、脂肪族炭化水素樹脂、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などを挙げることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５３】
スチレンまたはその置換体の重合体としては、例えば、ポリエステル樹脂、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などを挙げることができる。スチレン系共重合体としては、例えば、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−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−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などを挙げることができる。
【００５４】
離型剤としては、ワックス類またはロウ類等が好適である。
ワックス類およびロウ類としては、例えば、カルナウバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス；ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス；オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス；パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス；などの天然ワックスを挙げることができる。また、これら天然ワックスのほか、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス；エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス；などを挙げることができる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド；低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）；側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子、などを用いてもよい。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００５５】
離型剤の融点としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０〜１２０℃が好ましく、６０〜９０℃がより好ましい。融点が、５０℃未満であると、ワックスが耐熱保存性に悪影響を与えることがあり、１２０℃を超えると、低温での転写定着時にコールドオフセットを起こし易いことがある。
【００５６】
中間転写体２０を直接加熱しない転写定着手段３００を備える図示カラー複写機では、トナーの耐熱保存性、および感光体の光伝導物性などへの影響を少なくするために、トナーやワックスの物性にもよるが、中間転写体２０の温度を３０〜４５℃以下とすることが望ましい。そのために、２次転写位置Ｐ２の２次転写ニップにおける転写定着体３０の温度を３次転写位置Ｐ３の転写定着ニップの温度に比べて低く、かつ面圧を低くし、さらにニップ幅を狭くする構成が望ましい。具体的には、転写定着ニップの温度はおよそ１２０〜１８０℃が望ましいため、その場合２次転写ニップは１０〜６０℃低い温度となるが、この発明では少なくともトナー内含離型剤の融点以上である。ニップの面圧は０．５〜２ｋｇｆ/ｃｍ２、ニップ幅は１〜５ｍｍであることが望ましい。
【００５７】
さて、この発明による画像形成装置にあっては、中間転写体２０の走行方向における１次転写位置Ｐ１の上流であって、２次転写位置Ｐ２の下流に、その２次転写位置Ｐ２を通過後の中間転写体２０に押し当ててその上の２次転写残トナーを加圧するローラ状の回転体であるトナー加圧手段５０と、そのトナー加圧手段５０で加圧した２次転写残トナーを中間転写体２０上から除去する上述した２次クリーニング装置２６とを設ける。
【００５８】
トナー加圧手段５０は、金属などの硬い材料により構成することが望ましく、その表面にはフッ素樹脂系材料であるＰＦＡやＰＴＦＥなどの離型剤をコーティングしてトナー固着により２次転写位置Ｐ２を通過後のトナー層に均一な圧力が与えられなくなることを防ぐ。
【００５９】
ところで、図示例では、トナー加圧手段５０には、中間転写体２０を挟んで対向してローラ状の対向部材５１を備える。そして、付勢部材５２により付勢してトナー加圧手段５０を中間転写体２０を挟んで対向部材５２に押し当ててなる。
【００６０】
ここで、２次転写部分を拡大して示す図２を参照して、中間転写体２０の走行方向に沿って２次転写位置Ｐ２からトナー加圧手段５０までの距離をＬ１とし、２次転写位置Ｐ２を通過後に、中間転写体２０上のトナーに内含する離型剤が融点以下となるまでに、中間転写体２０が走行する走行距離をＬ２とするとき、Ｌ１≦Ｌ２としてなる。走行距離Ｌ２は、離型剤の融点や粘性の温度依存性などの物性、２次転写位置Ｐ２の温度、面圧、ニップ幅、中間転写体２０の線速など、複数のパラメータから決定される値である。
【００６１】
そして、２次転写位置Ｐ２を通過後の中間転写体２０に、その中間転写体２０上の２次転写残トナーに内含する離型剤が融点以上に保たれている状態でトナー加圧手段５０により対向部材５１に押し当てて中間転写体２０上の２次転写残トナーを加圧し、内含する離型剤をトナー外部に染み出させて中間転写体２０に対するトナーの付着力を弱め、離型性を良くして２次転写残トナーを２次クリーニング装置２６により中間転写体２０上から除去して後、中間転写体２０を再び１次転写位置Ｐ１へと戻すようにする。これにより、２次転写後の中間転写体２０上の２次転写残トナーを有効に除去してクリーニング効果を高め、高画質の定着画像を形成可能とすることができる。
【００６２】
トナー加圧手段５０と中間転写体２０の接触面圧が０．５ｋｇｆ/ｃｍ２以上でワックス等の離型剤の染み出し効果が得られるが、現実的な数値範囲としては、１〜７ｋｇｆ/ｃｍ２であることが望ましい。
【００６３】
さて、上述したトナー加圧手段５０のようなトナー加圧手段の効果を確認するために、２次転写位置通過後のトナー付着力を測定する実験を行った。実験では、予めベルト状の中間転写体上にトナーによるベタ画像パッチを作成し、２次転写ニップを通過させた直後に、中間転写体を挟み込む金属ローラで加圧した場合と、加圧しない場合のトナー層付着力を測定した。また、２次転写ニップ通過前のトナー層の付着力も測定した。また、実験では、転写残トナー量を多くするために転写バイアスは０（Ｖ）とした。
【００６４】
図３に、２次転写ニップ通過前の未加熱トナー層と中間転写体の付着力（Ｆ０）、ニップ通過後に加圧しなかった場合の転写残トナーの付着力（Ｆａ）、ニップ通過直後に金属ローラで加圧した場合の転写残トナーの付着力（Ｆｂ）を測定した実験結果を示す。実験結果から、それぞれの付着力の大小関係は、Ｆａ＞Ｆｂ＞Ｆ０となった。
【００６５】
実験後、中間転写体とトナーの断面図をＳＥＭで観察したところ、２次転写ニップ後の転写残トナー層と中間転写体との界面には、加圧した場合には離型剤であるワックスが確認されたが、加圧しなかった場合には確認されなかった。
【００６６】
以上の実験結果を受けて、図４にはそれぞれの効果を比較して示す。
図４（Ａ）は、２次転写残のトナー層６０を示しており、２次転写ニップで加熱されて軟化した後、固化して中間転写体６２に付着力Ｆａで固着している。ワックス６１は融点以上に融解するも、転写定着ニップと比べて低温、低圧、狭幅のためにワックス６１がトナー層６０の外部に染み出していない。そのため、固化したトナー６０と中間転写体６２との付着力は大きくなる。
【００６７】
図４（Ｂ）は、ワックス６１が融点以上の時に加圧した後に固化したトナー層６０を示している。図示するようにワックス６１がトナー層６０との界面に染み出している。このことによって、トナー層６０と中間転写体６２との付着力が低下し（Ｆｂ）、Ｆａ＞Ｆｂとなる。
【００６８】
以上の結果より、転写残トナー層６０をニップ直後で加圧することによって、図４（Ｃ）に示すように中間転写体６２の移動とともにクリーニングブレード６３でトナーを削り取ってクリーニングすることが容易となる。
【００６９】
また、Ｆｂ＞Ｆ０であることから、非作像時やジャム時に転写定着体が中間転写体６２から離間している場合は、適時トナー加圧手段を中間転写体６２から離間させるとよい。なお、トナー加圧手段を中間転写体６２等の第２の像担持体から引き離す離間手段としては、例えばトナー加圧手段をレバーで支持し、そのレバーをソレノイド等で回動してトナー加圧手段を第２の像担持体から引き離すような構成とすればよい。
【００７０】
ところで、図１に示す例では、トナー加圧手段５０には、中間転写体２０を挟んで対向してローラ状をなす独立した対向部材５１を備える。そして、付勢部材５２により付勢して中間転写体２０を挟んでトナー加圧手段５０を対向部材５２に押し当ててなる。しかし、例えば図５に示すように、付勢部材５２でトナー加圧手段５０を押し当てる対向部材として、２次転写位置Ｐ２で、中間転写体２０を挟んで転写定着体３０に対向して配置する２次転写ローラ２２を用いるようにしてもよい。このようにすると、２次転写ローラ２２を対向部材としても利用することで独立の対向部材５１を不要とし、部品点数を削減してコストダウンを図ることができるとともに、省スペース化を図って小型化を可能とすることができる。
【００７１】
また、図１に示す例では、トナー加圧手段５０として、外周面を中間転写体２０に押し当てるローラ状の回転体を使用したが、例えば図６に示すように２つのローラに掛けまわす無端ベルト状の回転体を用いるようにしてもよい。このときは、一方のローラを付勢部材５２で付勢して無端ベルト状の回転体の外周面を中間転写体２０に押し当てる。
【００７２】
上述したＬ１≦Ｌ２の関係を保つためには、トナー加圧手段５０を２次転写位置Ｐ２に近付けて配置しなければならず、トナー加圧手段５０をローラ状の回転体とすると、どうしても径が小さく制限されて表面積が小さくなる。しかし、トナー加圧手段５０を無端ベルト状の回転体とすると、表面積を大きくして、トナー加圧手段５０に、中間転写体２０を冷却する機能を持たせることができる。
【００７３】
さらに、図１に示す例では、転写定着手段３００の転写定着体３０としてローラ状のものを使用したが、例えば図７に示すように、転写定着体３０は、複数のローラに掛けまわした無端ベルト状のものとしてもよい。無端ベルト状の転写定着体３０は、基材と、その上の弾性層と、さらにその上の離型層とで構成する。なお、図７に示す例では、転写定着体３０と対向部材５１を除いてその他は、図１に示す構成と同一としてなる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】この発明による画像形成装置の一例であるタンデム型カラー複写機における要部構成図である。
【図２】その２次転写位置まわりの拡大構成図である。
【図３】実験結果のトナーと中間転写体の付着力を示すグラフである。
【図４】（Ａ）ないし（Ｃ）は図３に示す実験結果を受けてのトナーと中間転写体の付着力の説明図である。
【図５】図１の部分変形例を示す２次転写位置まわりの構成図である。
【図６】図１の別の部分変形例を示す２次転写位置まわりの構成図である。
【図７】図１のまた別の変形例を示す要部構成図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂ    感光体（第１の像担持体）
２０    中間転写体（第２の像担持体）
２２    ２次転写ローラ
２６    ２次クリーニング装置
３０    転写定着体
５０    トナー加圧手段
５１    対向部材
５２    付勢部材
３００    転写定着手段
Ｐ１    １次転写位置
Ｐ２    ２次転写位置
Ｐ３    ３次転写位置
【図１】
2008040069.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008040069.tif 000007
【図６】
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【図７】
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