JP2007322492A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体の本来の機能を発揮させるとともに、その寿命を向上させた画像形成装置。
【解決手段】画像形成装置は、二次転写ユニット６０と、定着ユニット８０と、二次転写ローラ４１と、二次転写バックアップローラ６１と、二次転写ローラ４１に設けられ中間転写ベルト４０上のトナー像の予備加熱を行う予備加熱ヒーター７０と、定着ユニット８０に設けられた中央部加熱ヒーター８２、端部加熱ヒーター８３とを有し、二次転写ローラ４１に対する中間転写ベルト４０の巻掛け部の巻掛け長さの配分としては、中間転写ベルト４０搬送方向上流側から二次転写ローラ４１と二次転写バックアップローラ６１とのニップ中心までの巻掛け長さが、該ニップ中心から中間転写ベルト４０搬送方向下流側までの巻掛け長さより長くなるように設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、像担持体上に形成した潜像を現像装置により現像して像担持体から一次転写部の転写位置で中間転写ベルトに転写し、中間転写ベルトから二次転写部の転写位置で記録媒体に転写し、さらに記録媒体上の像を定着部にて永久定着させる画像形成装置に関するものであり、特にこのような電子写真プロセスにおいて二転転写部及び定着部に特徴を有するものである。また、本発明は、一般的な乾式電子写真プロセスの画像形成装置にも適用可能であるし、特に液体現像剤を用いた液体現像方式の画像形成装置に好適なものである。

現在、画像形成装置では、平均粒子径が７〜１０μｍ程度の粉体トナー粒子が使用されているが、高画質化のためにこの粉体トナー粒子の平均粒子径をより小径とすることが検討されている。特に、液体溶媒中に固体成分からなるトナーを分散させた高粘度の液体現像剤を用いて潜像を現像し、静電潜像を可視化する液体現像方式の画像形成装置は粉体トナー粒子の平均粒子径をより小径とする際には、重要な現像方式であると考えられている。

トナー粒子の平均粒子径をより小径とする場合、乾式電子写真プロセスの画像形成装置では平均粒子径を５μｍ程度とすることが目標となり、液体現像剤を用いた液体現像方式の画像形成装置では１μｍ程度とすることが目標となる。液体現像方式の画像形成装置では、シリコンオイルや鉱物油、食用油等からなる電気絶縁性の有機溶剤（キャリア液）中にトナー粒子を懸濁させるようにしたものであり、このようなキャリア液を用いることで、粒子径が１μｍといった非常に微細なトナー粒子を扱うことを可能としている。すなわち、液体現像方式では、現像剤を構成するキャリア液は、粒子径１μｍ前後のトナー粒子の飛散防止の他に、トナー粒子を帯電状態にさせ、さらに均一分散状態にする機能を有し、現像や転写工程では、トナー粒子が電界作用で容易に移動できるようにするための役割も担っている。

ところで、記録媒体上を微視的に観察すると媒体面上には凹凸が存在するが、この凹凸のうねりはトナーの平均粒子経と比べてかなり大きく、トナー粒子の平均粒子経がさらに小径となってくると、トナー粒子が完全に記録媒体上に接触しないところが出てくる。そこで、定着部の前段で予めトナー粒子の温度を上げ粘度を低下させておき、記録媒体上への密着性を向上させることが提案されている。

例えば、特許文献１（特許３０４２４１４号公報）には、像担持体に現像した複数色のトナー像を中間転写ベルトに転写し、このトナー像を記録媒体に一括して転写・定着する画像形成装置であり、中間転写ベルトは無端ベルト状部材から成り、この無端ベルトをトナーの軟化点温度の１．５倍以上、２．５倍以下に加熱してトナー像を溶融させて転写・定着させ、転写・定着ニップの出口ではトナーの軟化点以下の温度になるようにニップ通過時間が設定されることが記載されている。

また、特許文献２（特開２００１−２９６７４５号公報）には、像担持体に現像した複数色の液体現像剤トナー像を中間転写ベルトに転写し、このトナー像を記録媒体に一括して二次転写する画像形成装置であり、中間転写ベルトは無端ベルト状部材から成り、この無端ベルトをトナーの融点温度より低い６５℃程度あるいは融点ないしは融点温度以上の１００℃から１１０℃程度に加熱するとともに、バイアス印加してトナー像を記録媒体に二次転写するものであり、無端ベルトの加熱温度がトナーの融点温度より低い６５℃程度の場合には、トナー像は溶融した状態で記録媒体に二次転写されものではないので、この二次転写行程の後に定着行程を設置して二次転写されたトナー像を記録媒体に定着させる構成とし、 一方、無端ベルトの加熱温度がトナーの融点温度ないしは融点温度以上の１００℃から１１０℃程度の場合には、トナー像は溶融した状態で記録媒体に二次転写・定着されるので、この二次転写・定着行程の後に定着行程を設置する必要は無い構成とした画像形成装置が記載されている。

また、特許文献３（特開平１１−２０２６７５号公報）には、複数段の定着器を配置して下流側の定着器の加熱温度を最も高温にすることによって、記録媒体が含有した水分を徐々に蒸発させて下流側の定着器で最終的な定着を施す構成を有し、上流側の定着器の加熱温度は、記録媒体から水分が蒸発して外部に排出できなかった水蒸気圧力がトナー像を飛び散らせたり位置ズレを引き起こしたりする現象から生ずるブリスター：火ぶくれと称する画像乱れが生じないレベルの加熱温度に設定されてトナー像を記録媒体に仮定着し（充分な定着が成されない場合がある）その後下流側の定着器へと進んで本格的な定着を完了する画像形成装置が記載されている。
特許３０４２４１４号公報 特開２００１−２９６７４５号公報 特開平１１−２０２６７５号公報

特許文献１に記載の技術では、トナー像を記録媒体に一括して転写・定着するには有効な技術であるが、無端ベルトをトナーの軟化点温度の１．５倍以上、２．５倍以下にも加熱してトナー像を溶融させて転写・定着させているので、無端ベルトの熱容量が極小であっても転写・定着ニップ部位から次の一次転写部位に到達する無端ベルトの温度は、加熱温度相応の温度を維持した状態で像担持体に接するので、像担持体はこの熱影響を受けて本来の像担持体機能を発揮できないばかりでなく、その寿命をも短縮する欠陥を有する。

また、特許文献２に記載の技術では、無端ベルトをトナーの融点温度より低い６５℃程度に加熱するとともにバイアス印加して二次転写する場合には、熱容量が極小である無端ベルトが二次転写ニップ部位から次の一次転写部位に到達する無端ベルトの温度は、移動経路の中で放熱が果たされた状態で像担持体に接するので、像担持体はこの熱影響によって本来の像担持体機能を損なう事なく、また、その寿命短縮にも影響を受けるものではないが、この二次転写行程の後に何らかの定着行程を設置して二次転写されたトナー像を記録媒体に定着させる事が必須である。しかしながら、この加熱転写及び定着行程はニ行程にわたって加熱手段を配置するので、熱エネルギー効率性が乏しくて、市場から要求される昨今の省エネルギー製品としては好ましいものではない。一方、無端ベルトの加熱温度がトナーの融点温度ないしは融点温度以上の１００℃から１１０℃程度の場合には、トナー像は溶融した状態で記録媒体に二次転写・定着されるので、この二次転写・定着行程の後に定着行程を設置する必要は無いが、上述した特許文献１に記載の発明と同様な像担持体に対する悪影響を及ぼすものである。

また、特許文献３に記載の技術では、ブリスター：火ぶくれと称する画像乱れの防止策として有効であるが、初段の定着器で仮定着して下流側の定着器で本格的な定着を完了する上記従来では、定着器の消費エネルギーが大きくなって昨今求められる省エネルギー製品としては好ましいものではない。また、初段の定着器でトナー像を仮定着して下流側の定着器で本格的な定着を完了する構成では、初段の定着器でトナー象を溶融させて仮定着したトナー像を下流側の定着器で再び溶融させて定着するので、トナー像に太りが生じたり（例えば線が初期状態より太くなる）位置ズレが生じて好ましい画像が得られない場合があり、定着率の向上は図れても画質に関しては劣化させてしまう場合がある。

本発明は上記の各課題を解決するために、請求項１に係る発明は、中間転写体上に担持されたトナー像と当接するように給送される記録媒体にこのトナー像を二次転写する二次転写部と、該二次転写部で記録媒体上に転写されたトナー像を加熱し永久定着させる定着部と、該二次転写部に設けられ該中間転写体の内周面に接触するようにして該中間転写体を張架する二次転写ローラと、該二次転写部に設けられ該二次転写ローラと共に該中間転写体を挟むように配置された二次転写バックアップローラと、該二次転写ローラに設けられ該中間転写体上のトナー像の予備加熱を行う予備加熱ヒーターと、該定着部に設けられ定着加熱を行う定着用ヒーターと、を有する画像形成装置において、該二次転写ローラに対する該中間転写体の巻掛け部の巻掛け長さの配分としては、該中間転写体搬送方向上流側から該二次転写ローラと該二次転写バックアップローラとのニップ中心までの巻掛け長さが、該ニップ中心から該中間転写体搬送方向下流側までの巻掛け長さより長いことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、該中間転写体を張架する複数のローラのうち該二次転写ローラの経が最も大きいことを特徴とする
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、画像形成プロセスが乾式の電子写真プロセスであって、トナー粒子の体積平均粒子径が２μｍ以上で５μｍ以下であることを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、画像形成プロセスが液体現像方式の電子写真プロセスであって、トナー粒子の体積平均粒子径が０．５μｍ以上で２μｍ以下であることを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置において、該定着用ヒーターは複数有り、該予備加熱ヒーターの長さは、該定着用ヒーターの複数のヒーターのうちのどのヒーターよりも長いことを特徴とする。

また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置において、該予備加熱ヒーターの長さは、画像形成装置が扱う記録媒体のうち幅が最も広いものの幅の長さ以上であることを特徴とする。

また、請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置画像形成装置において、前記中間転写体は無端ベルト基材の外周表面にフッ素系樹脂を被覆した表層を有することを特徴とする。

また、請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置画像形成装置において、該二次転写ローラは芯金基体の外周表面にフッ素系樹脂を被覆した表層を有することを特徴とする。

本発明によれば、像担持体に接する中間転写体の温度の上昇を極力抑えて像担持体への熱影響を軽減して像担持体の本来の機能を発揮させるとともに、その寿命を向上させた画像形成装置を提供することができる。また、本発明では効率の良い熱エネルギー消費形態を形成して省エネルギー製品として好ましい画像形成装置を提供して昨今の市場ニーズにこたえるとともに、火ぶくれ（ブリスター）などの画像劣化のない定着画像を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。なお、本発明の実施形態については、液体現像方式の画像形成装置を例にとり説明するが、本発明は乾式電子写真プロセスの画像形成装置にも適用可能なものであり、乾式電子写真プロセスの場合には、トナー粒子の体積平均粒子径が２μｍ以上５μｍ以下のものに用いると特に本発明の効果を期待できるものである。

画像形成装置の中央部に配置された各色の画像形成部に対し、現像ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、画像形成装置の下部に配置され、中間転写ベルト４０、二次転写部６０は、画像形成装置の上部に配置されている。

画像形成部は、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、帯電ローラ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、不図示の露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ等を備えている。露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等の光学系を有し、帯電ローラ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋにより、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを一様に帯電させ、露光ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにより、入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザ光を照射して、帯電された像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に静電潜像を形成する。

現像ユニット３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、概略、現像ローラ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）からなる各色の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器（リザーバ）３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ、これら各色の液体現像剤を現像剤容器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋから現像ローラ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに供給する現像剤供給ローラ３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ等を備え、各色の液体現像剤により像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上に形成された静電潜像を現像する。

中間転写ベルト４０は、エンドレスのベルトであり、二次転写ローラ４１とテンションローラ４２との間に張架され、一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋで像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと当接しながら駆動ローラである二次転写ローラ４１により回転駆動される。一次転写部５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと中間転写ベルト４０を挟んで一次転写バックアップローラ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋが対向配置され、像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとの当接位置を転写位置として、現像された像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の各色のトナー像を中間転写ベルト４０上に順次重ねて転写し、フルカラーのトナー像を形成する。

なお、本実施形態の中間転写ベルト４０は３０μm〜１２０μmの厚さで形成された無端ポリイミドベルト材の表面に２μm〜１０μm程度の厚さを有するＰＦＡ等のフッ素系樹脂、またはフッ素系ゴム等の表層を例えばコーティング等の手段で形成して二次転写に際して現像剤の離型性を良くしていて、極めて熱容量の少ない構成としている。

二次転写ユニット６０は、二次転写バックアップローラ６１が中間転写ベルト４０を挟んで二次転写ローラ４１と対向配置され、さらに二次転写ローラクリーニングブレード６２、現像剤回収部６３からなるクリーニング装置が配置される。そして、二次転写バックアップローラ６１を配置した転写位置において、中間転写ベルト４０上に形成された単色のトナー像やフルカラーのトナー像を記録媒体搬送経路Ｌにて搬送される用紙、フィルム、布等の記録媒体に転写する。二次転写ローラ４１はローラ芯金の表面に弾性層が配された構成をしており、不図示の駆動源からの駆動力によって中間転写ベルト４０を駆動すると共に、ハロゲンランプ等からなる予備加熱ヒーター７０が二次転写ローラ４１の軸方向に沿って内蔵ししている。この予備加熱ヒーター７０は、記録媒体上のトナー像が定着ユニット８０で定着される前段の予備加熱のために用いられる。また、予備加熱ヒーター７０のローラ軸方向の長さは画像形成装置が扱う記録媒体のうち、幅が最も広いものの幅の長さ以上に構成される。本発明では、二次転写ユニット６０において、このような予備加熱を備えるものであるので、「二次転写」を「加熱二次転写」などと称することがある。本発明の加熱二次転写の詳細については後述する。

記録媒体搬送経路Ｌの前方には、定着ユニット８０が配置され、用紙等の記録媒体上に転写された単色のトナー像やフルカラーのトナー像を用紙等の記録媒体に融着させ定着させる。定着ユニット８０は、通過する記録媒体を加熱する定着ローラ８１と、記録媒体を定着ローラ８１側に押し付ける加圧部とからなる。定着ローラ８１は、表面に弾性層を有するローラ芯金にて形成されており、その内部には、定着ローラ８１の軸方向の中央部を加熱する中央部加熱ヒーター８２と、軸方向の両端部を加熱する端部加熱ヒーター８３とが内蔵されている。また、加圧部は、第１加圧ローラ８４、第２加圧ローラ８５、及びこれら二つのローラに張架された定着ベルト８６とからなり、記録媒体は図示するように定着ベルト８６と定着ローラ８１との間に形成された、比較的長めのニップ領域を通過することにより十分に加熱される構成となっている。

本発明においては、加熱二次転写プロセスでの予熱を、できる限り定着プロセスまで維持することが重要となるので、二次転写ユニット６０のニップ領域出口から、定着ユニット８０のニップ領域入り口までの距離は、後に詳述する本実施形態の加熱二次転写プロセスでの予熱が低下してしまわないような距離に設定される。記録媒体が二次転写ユニット６０のニップ領域出口から、定着ユニット８０のニップ領域入り口まで搬送される際に、記録媒体が搬送用ベルト、搬送用ローラ等の記録媒体搬送手段に接触してしまうと、記録媒体、現像剤の熱が奪われてしまう。そこで、本実施形態では、二次転写ユニット６０のニップ領域出口から、定着ユニット８０のニップ領域入り口までの距離が、画像形成装置が扱う最小サイズの記録媒体の搬送方向の長さより、短くなるような配置関係とする。このように設定すれば、例え、画像形成装置が扱う最小サイズの記録媒体でも、前記のような記録媒体搬送手段に接触することなく、二次転写ユニット６０から定着ユニット８０まで搬送され、加熱二次転写プロセスでの予熱が奪われてしまうことがない。なお、画像形成装置が扱う最小サイズの記録媒体としてしばしば設定されているものはハガキであり、その搬送方向の長さは１４８ｍｍである。

二次転写ローラ４１と共に二次転写ユニット６０を張架するテンションローラ４２側には、その外周に沿って、中間転写ベルトクリーニングブレード４６、現像剤回収部４７からなるクリーニング装置が配置されている。

次に、画像形成部及び現像ユニットについて説明する。図２は画像形成部及び現像ユニットの主要構成要素を示した断面図である。各色の画像形成部及び現像ユニットの構成は同様であるので、以下、イエロー（Ｙ）の画像形成部及び現像ユニットに基づいて説明する。

画像形成部は、像担持体１０Ｙの外周の回転方向に沿って、潜像イレーサ１６Ｙ、像担持体クリーニングブレード１７Ｙ及び現像剤回収部１８Ｙからなるクリーニング装置、帯電ローラ１１Ｙ、露光ユニット１２Ｙ、現像ユニット３０Ｙの現像ローラ２０Ｙ、像担持体スクイーズローラ１３Ｙとその付属構成である像担持体スクイーズローラクリーニングブレード１４Ｙ、現像剤回収部１５Ｙからなるクリーニング装置が配置されている。そして、現像ユニット３０Ｙは、現像ローラ２０Ｙの外周に、クリーニングブレード２１Ｙ、アニロックスローラを用いた現像剤供給ローラ３２Ｙ、現像剤圧縮ローラ２２Ｙが配置され、液体現像剤容器３１Ｙの中に液体現像剤攪拌ローラ３４Ｙ、現像剤供給ローラ３２Ｙが収容されている。また、中間転写ベルト４０に沿って、像担持体１０Ｙと対向する位置に一次転写部の一次転写ローラ５１Ｙが配置され、その移動方向下流側に中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙ、バックアップローラ５４Ｙ、中間転写ベルトスクイーズローラクリーニングブレード５５Ｙ、現像剤回収部５６Ｙからなる中間転写ベルトスクイーズ装置５２Ｙが配置されている。

像担持体１０Ｙは、現像ローラ２０Ｙの幅より広く、外周面に感光層が形成された円筒状の部材からなる感光体ドラムであり、例えば図２に示すように時計回りの方向に回転する。該像担持体１０Ｙの感光層は、有機像担持体又はアモルファスシリコン像担持体等で構成される。帯電ローラ１１Ｙは、像担持体１０Ｙと現像ローラ２０Ｙとのニップ部より像担持体１０Ｙの回転方向の上流側に配置され、図示しない電源装置からトナー帯電極性と同極性のバイアスが印加され、像担持体１０Ｙを帯電させる。露光ユニット１２Ｙは、帯電ローラ１１Ｙより像担持体１０Ｙの回転方向の下流側において、帯電ローラ１１Ｙによって帯電された像担持体１０Ｙ上にレーザ光を照射し、像担持体１０Ｙ上に潜像を形成する。

現像ユニット３０Ｙは、現像剤圧縮ローラ２２Ｙ、キャリア内にトナーを概略重量比２５％程度に分散した状態の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器３１Ｙ、該液体現像剤を担持する現像ローラ２０Ｙ、液体現像剤を攪拌して一様の分散状態に維持し現像ローラ２０Ｙに供給するための現像剤供給ローラ３２Ｙと規制ブレード３３Ｙと攪拌ローラ３４Ｙ、現像ローラ２０Ｙに担持された液体現像剤をコンパクション状態にする現像剤圧縮ローラ２２Ｙ、現像ローラ２０Ｙのクリーニングを行う現像ローラクリーニングブレード２１Ｙを有する。

現像剤容器３１Ｙに収容されている液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Ｉｓｏｐａｒ（商標：エクソン）をキャリアとした低濃度（１〜２ｗｔ％程度）かつ低粘度の、常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性を有する不揮発性液体現像剤である。すなわち、本発明における液体現像剤は、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を分散させた体積平均粒子径が０．５μｍ以上で２μｍ以下のトナー粒子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２５ｗｔ％とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤である。このような現像剤を用い、種々のプロセス行程を経て画像形成して終段階の記録媒体にニ次転写して定着行程に進行する段階では、好ましいニ次転写機能及び定着機能を発揮させる為に当該液体現像剤は概略トナー重量比で４０％〜６０％程度の分散状態になっている事が望ましい。

液体現像剤による画像形成プロセスでは、現像、一次転写、二次転写等の、記録媒体に現像剤を移行させるプロセス段階で、現像剤はトナー粒子の移行手段としてのバイアス印加によってキャリアとともに分散したトナー粒子の移行が成される。従って、このトナー粒子の移行に際してはキャリア量が多いほど移行機能が高まるが、一方、この現像剤を記録媒体に熱定着する場合にはこのキャリアが定着性の阻害要件になる。即ち、記録媒体とトナーの間に介在するキャリアはトナー粒子の記録媒体への定着力を弱め、また、トナー粒子間に介在するキャリアはトナー粒子間の結合力を弱める。そこで、二次転写効率を高めた上でトナーの記録媒体への定着率を向上させる為には、二次転写段階では相応のキャリア量を保った状態で二次転写し、定着段階ではこのキャリアをトナー粒子から分離させて定着する事が望ましい。

この二律背反な現象を成立させるために発明者らは鋭意実験を重ねた結果、キャリアは一般的な液体と同様に加熱を施すと粘度が低下して流動性が向上するので、キャリア内に分散したトナー粒子の移動がスピーディーになるばかりでなく、例えば記録媒体が紙等のように繊維質で構成されたものにおいては、キャリアはこの繊維質の中に向かって浸透する速度が向上することを見出し、本発明の特徴的な構成である加熱二次転写プロセスに係る構成に想到したものである。

現像剤供給ローラ３２Ｙは、円筒状の部材であり、例えば図２に示すように時計回りの方向に回転し、表面に現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に螺旋状の溝による凹凸面を形成したアニロックスローラである。溝の寸法は、溝ピッチが約１３０μｍ、溝深さが約３０μｍである。この現像剤供給ローラ３２Ｙにより、現像剤容器３１Ｙから現像ローラ２０Ｙへと液体現像剤が供給される。攪拌ローラ３４Ｙと現像剤供給ローラ３２Ｙは摺接していても良いが離れた配置関係であっても良い。

規制ブレード３３Ｙは、表面に弾性体を被覆して構成した弾性ブレード、現像剤供給ローラ３２Ｙの表面に当接するウレタンゴム等からなるゴム部と、該ゴム部を支持する金属等の板で構成される。そして、アニロックスローラからなる現像剤供給ローラ３２Ｙに担持搬送されてきた液体現像剤の膜厚、量を規制、調整し、現像ローラ２０Ｙに供給する液体現像剤の量を調整する。なお、現像剤供給ローラ３２Ｙの回転方向は図２に示す矢印方向ではなくその逆の方向であっても良く、その際の規制ブレード３３Ｙは、回転方向に対応した配置を要する。

現像ローラ２０Ｙは、円筒状の部材であり、回転軸を中心に図２に示すように反時計回りに回転する。該現像ローラ２０Ｙは鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ等の弾性層を設けたものである。現像ローラクリーニングブレード２１Ｙは、現像ローラ２０Ｙの表面に当接するゴム等で構成され、現像ローラ２０Ｙが像担持体１０Ｙと当接する現像ニップ部より現像ローラ２０Ｙの回転方向の下流側に配置されて、現像ローラ２０Ｙに残存する液体現像剤を掻き落として除去するものである。

現像剤圧縮ローラ２２Ｙは、円筒状の部材で、金属ローラ基材の表層に導電性の樹脂層やゴム層を備えた構造をし、例えば図２に示すように現像ローラ２０Ｙと反対方向の時計回りに回転する。現像剤圧縮ローラ２２Ｙは、現像ローラ２０Ｙ表面の帯電バイアスを増加させる手段を有し、現像ローラ２０Ｙによって搬送された現像剤は、図２に示すように現像剤圧縮ローラ２２Ｙが摺接してニップを形成するコンパクション部位で現像剤圧縮ローラ２２Ｙ側から現像ローラ２０Ｙに向かって電界を印加する。このコンパクションの電界印加手段は、図２に示すローラに代えコロナ放電器からのコロナ放電であっても良い。現像剤圧縮ローラ２２Ｙでコンパクションされなかった若干のトナーは、現像剤圧縮ローラクリーニングブレード２３Ｙによって掻き落として除去されリザーバ３１Ｙ内の現像剤と合流して再利用される。

像担持体スクイーズ装置は、像担持体１０Ｙに対向して現像器２０Ｙの下流側に配置して像担持体１０Ｙに現像されたトナー像の余剰現像剤を回収するものであり、図２に示すように像担持体１０Ｙに摺接して回転する弾性ローラ部材から成る像担持体スクイーズローラ１３Ｙと、該像担持体スクイーズローラ１３Ｙに押圧摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード１４Ｙ及び現像剤回収部１５Ｙとから構成される。

一次転写部５０Ｙでは、像担持体１０Ｙに現像された現像剤像を一次転写ローラ５１Ｙにより中間転写ベルト４０へ転写する。ここで、像担持体１０Ｙと中間転写ベルト４０は等速度で移動する構成であり、回転及び移動の駆動負荷を軽減するとともに、像担持体１０Ｙの顕像トナー像への外乱作用を抑制している。なお、１色目の一次転写部５０Ｙでは初回一次転写なので混色現象は発生しないが、２色目以降は既に一次転写されたトナー像部位に更に異なるトナー像を転写して色重ねするので中間転写ベルト４０から像担持体１０（Ｍ、Ｃ、Ｋ）へトナーが移行する所謂逆転写現象によって逆転写トナーと転写残りトナーは混色して余剰キャリアとともに像担持体１０（Ｍ、Ｃ、Ｋ）に担持されて移動し、クリーニングブレード１７（Ｍ、Ｃ、Ｋ）の作用によって像担持体から回収してプールされる。

中間転写ベルトスクイーズ装置５２Ｙは、一次転写部５０Ｙの下流側に配置され、中間転写ベルト４０上から余剰なキャリア液を除去し、顕像内のトナー粒子比率を上げる処理を行うものであり、一次転写部５０Ｙで中間転写ベルト４０に転写された現像剤（キャリア内に分散したトナー）のキャリア量が前述した終段階の記録媒体に二次転写して図示省略した定着行程に進行する段階で、好ましい二次転写機能及び定着機能を発揮させるために当該液体現像剤の望ましい分散状態の概略トナー重量比で４０％〜６０％程度に至っていない場合に、中間転写ベルト４０から更に余剰キャリアを除去する手段として設けられている。中間転写ベルトスクイーズ装置５２Ｙは、像担持体スクイーズ装置と同様、表面に弾性体を被覆して像担持体４０に摺接して回転する弾性ローラ部材から成る中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙ、像担持体４０を挟んで中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙと対向配置されるバックアップローラ５４Ｙ、中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙに押圧摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード５５Ｙ及び現像剤回収部５６Ｙから構成される。現像剤回収部５６Ｙは、その下流側に配置されたマゼンタの像担持体スクイーズローラクリーニングブレード１４Ｍで回収されるキャリア液の回収機構も兼ねている。

余剰キャリアの回収能力は、中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙの回転方向及び中間転写ベルト４０の移動速度に対する中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙ表面の相対的な周速度差によって所望の回収能力に設定することが可能であり、中間転写ベルト４０に対してカウンタ方向に回転させると回収能力は高まり、また、周速度差を大きく設定しても回収能力が高まり、更に、この相乗作用も可能である。本実施形態では、一例として中間転写ベルトスクイーズローラ５３Ｙを中間転写ベルト４０に対して略同一周速度でウィズ回転させ、中間転写ベルト４０に一次転写された現像剤から重量比５〜１０％程度の余剰キャリア及びカブリトナーを回収していて双方の回転駆動負荷を軽減するとともに、中間転写ベルト４０のトナー像への外乱作用を抑制している。

次に二次転写ユニット６０についてより詳しく説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る二次転写ユニットの主要構成要素の断面を示す図である。複数の像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋから一次転写して色重ねしたトナー像は中間転写体としての中間転写ベルト４０上に担持されて二次転写部位へと搬送される。中間転写ベルト４０は二次転写ローラ４１によって駆動搬送され、この二次転写ローラ４１の他方には中間転写ベルト４０にテンションを付加して張架する少なくも一本のテンションローラ４２によって支持される。中間転写ベルト４０の移動速度は各像担持体の移動速度と同期した速度である。

本実施形態の中間転写ベルト４０は、耐熱性の良好なものであれば特に限定されるものではないが、本実施形態では耐熱性及び機械的強度に優れるポリイミド樹脂材に導電性を付与するカーボンブラック等の熱導電性に優れる微粉末を分散させたものを無端状のベルトに形成したものを基材として構成した。導電性を付与する熱導電性に優れる微粉末としては、カーボンブラックに限定されるものではなく、例えば酸化マグネシューム，シリカ、アルミナ、窒化珪素、酸化亜鉛などの熱導電性に優れる微粉末であっても良い。

上記構成の無端状ベルト基材の外周表面にＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂等の耐熱性及び離型性が良好な材料に上記と同様な手段で導電性を付与して２μｍ〜１０μｍの厚みでコーティングなどの手段によって表層を被覆して構成し、加熱転写ニップ内の現像剤が記録媒体へ転写される転写効率を高めている。

中間転写ベルト４０は、担持した現像剤の予熱効率を高める為に極力熱容量を小さく構成することが望ましいが、本実施形態では機械的強度を勘案して上記表層を含めた厚みを８０μｍに設定した。中間転写ベルト４０は、中間転写ベルト４０の蛇行規制において端部にストレスの発生しない規制構成であれば３０μm以下の厚みでも構成可能であり、また、端部に強度のストレスが発生する構造であれば１２０μm以上の厚みで構成すればよいが、コスト面を考慮するとあまり得策ではない。

二次転写ローラ４１は中間転写ベルト４０を駆動搬送するとともに加熱手段として内部にハロゲンランプ等の予備加熱ヒーター７０を具備して構成され、図示省略した制御手段によって温度コントロールされる。複数の像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋから一次転写して色重ねしたトナー像は、中間転写ベルト４０上に担持されて二次転写部位へと搬送され、内部に予備加熱ヒーター７０を具備して加熱されている二次転写ローラ４１に巻き掛かって加熱される。

本実施形態の二次転写ローラ４１は、熱容量を軽減する為に薄肉パイプ材で構成した芯金７１の外周部に耐熱性及び導電性を有する弾性層７２を形成して内部に加熱源であるハロゲンランプ等の予備加熱ヒーター７０を内臓し、図示省略した駆動源に駆動されて回転可能に構成してある。

二次転写バックアップローラ６１は、該二次転写ローラ４１に対向して配置して所望の圧力で二次転写ローラ４１側に向かって押圧する構造体であり、回転可能に支持してあって二次転写ローラ４１に対して従動回転であっても良いし、また、図示省略した駆動源から駆動されて回転する構造であっても良い。

弾性層７２を形成した二次転写ローラ４１は、その外周に中間転写ベルト４０を巻き掛けて駆動する構成にしてあり、この駆動を安定化させる為に弾性層７２は相応の摩擦力を有することが必須になるが、一方、複数の像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに現像されたトナー像を一次転写して所定の関係で重ね合わせて搬送する中間転写ベルト４０は、移動方向に規則的な駆動が成されるとともに移動直角方向にも規則的な規制を行う為に図示省略した蛇行規制手段によって蛇行規制されている。この蛇行規制のメカニズムを達成するには、上記二次転写ローラ４１と中間転写ベルト４０の少なくも二次転写ローラ４１軸方向の摩擦力は極力軽減されている事が望ましい。そこで、本実施形態では上記弾性層７２を耐熱性に優れたシリコンゴムに導電性を付与する為にカーボンブラック微粉末を分散させて所望の導電性を構成し、更に、シリコンゴムは一般的にタック性が強くて中間転写ベルトとの摩擦力が強大になって上記の蛇行規制にとって好ましくないので、フッ素ゴムまたはフッ素樹脂などの耐熱性に富むとともに摩擦力を軽減するフッ素素材を更に分散させた素材で構成している。当然のことながら、上記摩擦力軽減策としてシリコンゴムの中にフッ素素材を分散する手法に限定されることなく、例えば導電性シリコンゴムの外周に摩擦力を軽減する導電性フッ素素材などをコーティングまたはチューブを被覆して表層を構成しても良いし、あるいは、導電性シリコンゴムと中間転写ベルトの接触面に耐熱性の導電性グリスなどの潤滑剤を介在させても良い。

上記構成において、二次転写ユニット６０におけるニップに給送する記録媒体の給送トラブル（通称：ジャム）が生じた場合には当該ニップに記録媒体が介在しないので、現像剤は二次転写バックアップローラ６１の表面に転写されてしまうので、これを除去して次の二次転写にそなえるために、二次転写バックアップローラ６１表面に摺接する二次転写ローラクリーニングブレード６２を設けている。このクリーニング機能を有効に果たすためには二次転写バックアップローラ６１の表面から現像剤が剥離し易い構造にしておくことが望ましい
具体的な二次転写バックアップローラ６１の構成は、熱容量を軽減する為に薄肉パイプ材で構成した芯金の外周部に耐熱性及び導電性を有し、現像剤の剥離特性に優れるＰＦＡ樹脂などのフッ素系樹脂にカーボンブラック微粉末等を分散させたものをコーティングまたはチューブ被覆等して構成することが好ましい。上述の如く二次転写バックアップローラ６１は、二次転写ローラ４１の弾性層７２より高い表面硬度で構成して二次転写ローラ４１側に向かって押圧し、給送されて加熱二次転写ニップに侵入した記録媒体及び中間転写ベルト４０を介在した状態で二次転写ローラ４１の弾性層７２を凹ませた加熱二次転写ニップを形成する構造であり、この目的を果たす範囲の二次転写バックアップローラ６１の構成は、熱容量を軽減する為に薄肉パイプ材で構成した芯金の外周部に耐熱性及び導電性を有したシリコンゴム等からなる二次転写ローラ４１の弾性層７２より高度が高い弾性層を形成した表面に現像剤の剥離特性に優れるＰＦＡ樹脂などにカーボンを分散させたものをコーティングまたはチューブ被覆等して構成しても良く、中間転写ベルト４０に担持された現像剤に対して記録媒体の表面を倣わせた状態を形成作用は更に向上する。

以上のように構成された二次転写ユニット６０を記録媒体が通過するときの様子について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る二次転写ユニット６０における二次転写時の断面の様子を拡大して模式的に示した図である。

二次転写バックアップローラ６１は、上記二次転写ローラ４１の弾性層７２より高い表面硬度で構成し、二次転写ローラ４１側に向かって押圧すると給送されて加熱二次転写ニップに侵入した記録媒体及び中間転写ベルトを介在した状態で図４に示す如く、二次転写ローラ４１の弾性層７２を凹ませた加熱二次転写ニップを形成する。この二次転写ローラ４１の弾性層７２を凹ませた加熱二次転写ニップから記録媒体１００の先端が排出される時は記録媒体１００自らの弾性力（通称これを記録媒体の腰の強さと称する）と記録媒体１００の変形習性によって転写バイアス印加された中間転写ベルト４０に記録媒体１００先端が巻きつくことなくスムーズに分離されて排出される。

なお、二次転写バックアップローラ６１は転写バイアス印加を有効にする為に表面が導電性を有して構成する事が必須であり、二次転写ローラ４１に巻き掛けられた中間転写ベルト４０から現像剤の好ましい転写を果たすために、その表面は極力表面粗度を滑らかに構成して中間転写ベルト４０に担持された現像剤に対して二次転写ローラ４１の弾性を利用して記録媒体１００の表面を倣わせた状態を形成する事が望ましい。具体的には十点平均粗さ（Ｒｚ）がトナー粒子１０１の体積平均粒子径の０．５倍から１０倍で構成する事が好ましい。

一方、二次転写ローラ４１は上述した如く中間転写ベルト４０に担持された現像剤に対して二次転写ローラ４１の弾性を利用して記録媒体１００の表面を倣わせた状態を形成する場面では、この弾性層７２の硬度は低い硬度で構成した方が目的に合致するものであるが、反面では中間転写ベルト４０を規則正しく駆動する目的からすると、この弾性層７２の硬度は高い硬度で構成するとともに熱膨張による径寸法変化を極力小さく抑える為には弾性層７２の厚みを小さく構成する事が望ましい。本実施形態での具体的な構成は、表面層を含めた弾性層７２の厚みは０．４ｍｍで硬度はＪＩＳ Ａ３０度で構成したが、厚みは０．３ｍｍで硬度はＪＩＳ Ａ２０度レベル、あるいは厚みは１ｍｍで硬度はＪＩＳ Ａ６０度レベルであってもその目的達成は可能である。

次に二次転写ユニット６０及び定着ユニット８０におけるヒーターについて説明する。図５は、本発明の実施の形態に係る二次転写ユニット６０及び定着ローラ８１それぞれ軸方向断面を模式的に示す図である。

定着ローラ８１には、図示するように２本のハロゲンランプ等からなるヒーターが、定着ローラ８１軸方向に沿って内蔵されている。この２本のヒーターは、定着ローラ８１の軸方向の中央部を加熱する中央部加熱ヒーター８２と、軸方向の両端部を加熱する端部加熱ヒーター８３であり、幅広の記録媒体を定着する時には、中央部加熱ヒーター８２及び端部加熱ヒーター８３の両方に通電することによって、幅の狭い記録媒体を定着する時には、中央部加熱ヒーター８２のみに通電することによって、定着ローラ８１を加熱する。本来、定着ローラに設けるヒーターはその軸方向に一本とする構成の方がコスト等の面で有利であるが、一本のヒーターで、定着ローラ軸方向全領域について常に加熱する構成では、定着ローラ軸方向両端部の過昇温が発生しやすい。そこで、本実施形態の定着ローラ８１においては、幅の狭い記録媒体を定着する時には、中央部加熱ヒーター８２のみに通電することによって、前記のような両端部の温度過昇温を抑えている。

図５に示すように二次転写ローラ４１はローラ芯金の表面に弾性層が配された構成をしており、さらに予備加熱ヒーター７０ひとつが二次転写ローラ４１軸方向全域にわたって内蔵されている。二次転写ローラ４１の予備加熱ヒーター７０の全長Ｃは、定着ローラ８１の中央部加熱ヒーター８２の長さＡ、端部加熱ヒーター８３の両端部部分を合わせた長さ２Ｂのいずれよりも長く構成する。また、予備加熱ヒーター７０の長さＣは画像形成装置が扱う記録媒体のうち、幅が最も広いものの幅の長さ以上に構成される。このように構成された予備加熱ヒーター７０によれば、二次転写ローラ４１軸方向全域にわたって加熱することができるので、幅広の記録媒体であっても、二次転写時に記録媒体の水分を効率的に除去し、火ぶくれ（ブリスター）を防止することができる。なお、この記録媒体の水分の効率的な除去については後に詳述する。

前述したように定着ローラ８１に内蔵するヒーターには、ローラ両端部の過昇温の問題があるが、二次転写ローラ４１に内蔵する予備加熱ヒーター７０では、二次転写ローラ４１を室温以上、トナー粒子の溶融温度以下（より具体的に温度範囲を示すならば、およそ５０℃レベル）に加熱する程度であるので、ローラ両端部の過昇温の問題が発生しない。従って、二次転写ローラ４１に内蔵する予備加熱ヒーター７０は、二次転写ローラ４１軸方向全域をひとつのヒーターでカバーするものであり、定着ローラ８１に内蔵される２本のヒーターのいずれのヒーターよりも長さの長いものとなる。なお、二次転写バックアップローラ６１の表面には弾性層を設けてもよいし、弾性層を設けなくてもよい。

次に、以上のように構成された本発明の画像形成装置の動作について説明する。本実施形態の二次転写プロセスは、二次転写ローラ４１の予備加熱ヒーター７０による加熱で、上述した現像剤のキャリアを加熱する事によってキャリア内に分散したトナー粒子の移動がスピーディーになる事とキャリアが繊維質の中に向かって浸透速度が向上する現象に基づいている。しかし、本発明は、液体現像方式の二次転写プロセスに限定されるものではなくて乾式の電子写真の二次転写プロセスに適用してもトナー及び記録媒体に対する効用は同様である。

複数の像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋから一次転写して色重ねしたトナー象は、中間転写ベルト４０上に担持されて二次転写ユニット６０へと搬送され、予備加熱ヒーター７０で加熱されている二次転写ローラ４１に巻き掛かって加熱される。前述したように極めて熱容量が少ないように構成された中間転写ベルト４０が二次転写ローラ４１に巻き掛かると、加熱された二次転写ローラ４１の温度によって現像剤とともに極めて短時間で予熱された状態になって二次転写ニップ部位へと進行する。

図３において仮に二次転写バックアップローラ６１が二次転写ローラ４１の直下に配置された状態では上記予熱がない状態で二次転写ニップに侵入する事になるが、本実施形態では二次転写ローラ４１の配置に関して中間転写ベルト４０が二次転写ローラ４１に巻き掛かり開始する位置から二次転写ニップ入り口までを角度θａだけ下流側に向かってずらした位置に配置してあり、充分に予熱可能な構成にしてある。図６は、比較例に係る二次転写ユニット６０の主要構成要素の断面を示す図である。図６の比較例においては、二次転写バックアップローラ６１が、本実施形態に比べて、二次転写ローラ４１の巻き掛かり開始位置に近い構成となっており、巻き掛かり開始位置から二次転写ニップ入り口までの角度θｂが、本実施形態の角度θａに比べ小さい。この場合、巻き掛かり開始位置に進入した中間転写ベルト４０が、二次転写ニップ入り口に到達するまで距離が短くなってしまい、中間転写ベルト４０の予備加熱が十分できない可能性がある。そして、予備加熱が十分でないままに、中間転写ベルト４０上のトナー像は、二次転写バックアップローラ６１との二次転写ニップで記録媒体に二次転写されるので、後述するような効果を期待することができなくなる可能性がある。そこで、本実施形態においては、特にθａ≧９０［ｄｅｇ］とすることによって、すなわち、二次転写ローラ４１に対する中間転写ベルト４０の巻掛け部の巻掛け長さの配分として、中間転写体搬送方向上流側（入り口側）から二次転写ローラ４１と二次転写バックアップローラ６１とのニップの中心までの巻掛け長さが、このニップの中心から中間転写体搬送方向下流側（出口側）までの巻掛け長さより長くなるように設定することによって、中間転写ベルト４０上のトナー像を十分に予熱ができるようになっている。

中間転写ベルト４０上のトナー像を十分に予備加熱できるように、二次転写ニップ入り口に到達するまでの、二次転写ローラ４１と中間転写ベルト４０とが接触している距離を長くとるため、先の例では、巻き掛かり開始位置から二次転写ニップ入り口までの角度θを大きくするようにしたが、その他の方法として二次転写ローラ４１のローラ経を、中間転写ベルト４０を張架する複数のローラのうち最も大きく設定することなども考えられる。図７は、ローラ経の大きい二次転写ローラ４１を用いた本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要構成要素を示した図である。この実施形態においては、二次転写ローラ４１として、中間転写ベルト４０を張架している他のローラであるテンションローラ４２などより経の大きいものが用いられている。この場合、ローラ経が大きい分、二次転写ローラ４１に対する中間転写ベルト４０の巻掛け量は、二次転写ローラ４１のローラ経の半分以上であり、中間転写ベルト４０の巻掛け長さも長くなり、その分、二次転写ローラ４１と中間転写ベルト４０とが接触している距離を長くすることができる。これにより、中間転写ベルト４０上のトナー像を十分に予熱ができるようになっている。なお、この例では、中間転写ベルト４０は、駆動ローラである二次転写ローラ４１とテンションローラ４２との２つのローラで張架される構造となっているが、３つ以上のローラによって中間転写ベルト４０が張架される構成であっても、予備加熱ヒーター７０を内蔵する二次転写ローラ４１のローラ経を、中間転写ベルト４０を張架する他のローラより大きい経となすことで、二次転写ローラ４１と中間転写ベルト４０とが接触している距離を長くし、十分な予熱効果を期待することができる。

本実施形態の加熱二次転写プロセスは、二次転写ユニット６０でトナーを完璧に熱定着するものではなく、二次転写効率を向上させること、及びこの下流側に配置した定着ユニット８０での定着能力を向上させるものであり、当該目的を達成させる加熱温度であれば充分である。

まず、本実施形態の加熱二次転写プロセスに関して当該予熱温度を詳述すると、上述した様なキャリアを加熱する事によってキャリア内に分散したトナー粒子の移動がスピーディーになる事とキャリアが繊維質の中に向かって浸透速度が向上する作用を安定して発揮させる温度が予熱温度下限値である。本発明者は鋭意実験を重ねた結果、およそ５０℃レベルが予熱温度下限値として好ましいことを確認した。また、予熱温度上限値については、キャリア内に分散したトナー粒子の特性値（溶融温度）から設定する事が好ましい。すなわち、本実施形態の加熱二次転写プロセスでは、二次転写ローラ４１を、予備加熱ヒーター７０で室温以上、トナー粒子の溶融温度以下に加熱する。当然、加熱二次転写プロセスの温度は、定着プロセスの温度より小さくなる。

本実施形態では、特許文献３に記載されている、仮定着から本格定着を行う複数段階のトナー像定着構成とは異なり、定着はあくまでも一回で完了させて特許文献３に記載されている発明のように画像劣化を引き起こすことなく省エネルギー性に富んだ構成を達成させるものであり、加熱転写部位では中間転写体に担持されたトナー像を溶融させることなく、記録媒体に二次転写させる事を目的としている。すわなち、本実施形態では上述の如く極めて熱容量の少ない構成の中間転写ベルト４０が二次転写ローラ４１に巻き掛かると、加熱された二次転写ローラ４１の温度によって現像剤とともに極めて短時間で予熱された状態になって二次転写ニップ部位へと進行し、所定のタイミングで給送された記録媒体と合流して加熱転写する時に、加熱転写ニップ部位ではこの記録媒体の加熱に大きなエネルギーを要するので予熱された現像剤は一時的に温度降下する。

本実施形態ではこの予熱状態と記録媒体による一時的な温度降下状態から更に加熱される状態を含めてトナー粒子は溶融しない温度設定にしてあり、具体的には本実施形態のトナー粒子の溶融点は約８０℃のものを用いて上記二次転写ローラ４１は約８０℃に加熱する構成にしてある。当該構成で水分が含有された記録媒体が給送された場合に、完全ではなくとも少なくも相応の水分は加熱によって除去され、特許文献３に記載されているブリスター：火ぶくれと称する画像乱れの防止に効用を果たす。

次に、二次転写ローラ４１の加熱と中間転写ベルト４０の関係について説明する。複数の像担持体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋから一時転写して色重ねしたトナー像は、中間転写ベルト４０に担持されて二次転写部位へと搬送され、トナー粒子が溶融しないレベルの温度に予熱した現像剤を加熱二次転写ニップ内で記録媒体へ二次転写し、中間転写ベルト４０は二次転写ローラ４１の他方側に配置されて中間転写ベルト４０にテンションを付加して張架するテンションローラ４２に向かって移動する。

前述したように中間転写ベルト４０は極めて熱容量が小さく構成されているので加熱源を有した二次転写ローラ４１から離れてテンションローラ４２を通過して最初の象担持体１０Ｙに到達する間に放熱によって冷却されて再び次の画像形成ステップへと進行するが、二次転写ローラ４１での加熱温度が低い事と中間転写ベルト４０の移動経路の中で充分な冷却作用を果たしておくことによって、像担持体が熱影響を受けて本来の像担持体機能を発揮できないばかりでなく、その寿命をも短縮するといった、特許文献１に記載されているような問題はない。なお、中間転写ベルト４０が像担持体に熱的な悪影響を及ぼさないための冷却が充分でない場合には、中間転写ベルト４０の移動経路の中に冷却ファン等の冷却手段を設けても良い。一方、本実施形態の加熱二次転写部位ではトナー粒子が溶融しないレベルの温度に予熱した現像剤を記録媒体へ二次転写するので、予熱の目的は二次転写効率の向上である。従って、この予熱温度は一般的な定着器などで行うようなシビアな温度制御は不要であって、本実施形態では二次転写ローラ４１に内臓した予備加熱ヒーター７０のハロゲンランプは、二次転写ローラ４１の軸方向に二次転写ローラ４１と略同一の長さで構成して二次転写ローラ４１全域を均等に加熱する構造に構成してあり、一本のハロゲンランプを備えた構成で均一な温度分布等の機能を充分果たすことが可能である。

二次転写ローラ４１は軸方向略全域に渡って均等に加熱されており、充分に冷却された中間転写ベルト４０は二次転写ローラ４１の軸方向長さと略同一な幅で構成して二次転写ローラ４１の略全域に渡って巻き掛けられて駆動されていているので、現像剤を担持した中間転写ベルト４０を予熱する熱量は軸方向に略均一である。一方、給送される記録媒体のサイズは種々であって加熱二次転写ニップ内で加熱されるわけであるが、予め予熱された現像剤に対向して過熱二次転写ニップに侵入するので、ゼロベースの段階から現像剤を過熱する場合に比較して加熱温度応答性を考慮する必要が無い。また、中間転写ベルト４０を介して二次転写ローラ４１に対向して配置した二次転写バックアップローラ６１は、上記二次転写ローラ４１及び中間転写ベルト４０と略同一な軸方向長さで構成していて、二次転写ローラ４１、中間転写ベルト４０、予備加熱ヒーター７０のハロゲンランプ及び二次転写バックアップローラ６１を略一致した対向位置に配置したので加熱二次転写部位での軸方向熱分布の均一化作用を果たしている。

次に、加熱二次転写抵抗値とバイアス印加関係について説明する。本実施形態の二次転写ローラ４１は、熱容量を軽減する為に薄肉パイプ材で構成した芯金の外周部に耐熱性及び導電性を有する弾性層７２を形成して内部に加熱源であるハロゲンランプ（予備加熱ヒーター７０）を内臓し、図示省略した駆動源に駆動されて回転可能に構成してある。そして、上記弾性層７２を耐熱性に優れたシリコンゴムに導電性を付与する為にカーボンブラック微粉末等を分散させて所望の導電性を構成し、更に、シリコンゴムは一般的にタック性が強くて中間転写ベルト４０との摩擦力が強大になって上記の蛇行規制にとって好ましくないので、フッ素ゴムまたはフッ素樹脂などの耐熱性に富むとともに摩擦力を軽減するフッ素素材を更に分散させた素材で構成していて導電性である。

また、上記摩擦力軽減策としてシリコンゴムの中にフッ素素材を分散する手法に限定されることなく、例えば導電性シリコンゴムの外周に摩擦力を軽減する導電性フッ素素材などをコーティングまたはチューブを被覆して表層を構成しても良いし、あるいは、導電性シリコンゴムと中間転写ベルトの接触面に耐熱性の導電性グリスなどの潤滑剤を介在させても良い構造であり、弾性層及び表層を含めて中間転写ベルト４０に接する部位の体積抵抗値は１０⁵Ω以下の低抵抗で構成してある。

一方、中間転写ベルト４０は耐熱性及び機械的強度に優れるポリイミド樹脂材に導電性を付与するカーボンブラック等の熱導電性に優れる微粉末を分散させたものを無端状のベルトに形成したものを基材として構成し、該無端状ベルト基材の外周表面にＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂等の耐熱性及び離型性が良好な材料に上記と同様な手段で導電性を付与して２μｍ〜１０μｍの厚みでコーティングなどの手段によって表層を被覆して構成し、加熱二次転写ニップ内の現像剤が記録媒体へ転写される転写効率を高めていて、ベルト基材及び表層を含めた体積抵抗値は上記二次転写ローラ４１の体積抵抗値より大きな１０⁶Ω〜１０¹⁰Ωの中抵抗域で構成してある。そして、二次転写バックアップローラ６１の構成は、熱容量を軽減する為に薄肉パイプ材で構成した芯金の外周部に耐熱性及び導電性を有し、現像剤の剥離特性に優れるＰＦＡ樹脂などにカーボンブラック微紛末等を分散させたものをコーティングまたはチューブ被覆等して構成してあり、表層部位の体積抵抗値は上記中間転写ベルト４０の体積抵抗値より小さな１０⁵Ω以下の低抵抗で構成してある。

上記の二次転写ローラ４１、中間転写ベルト４０、二次転写バックアップローラ６１の関係において、加熱二次転写ニップに侵入した記録媒体に向かってトナー粒子が移動する方向の二次転写バイアスを印加すると、実質的に中間転写ベルト４０の体積抵抗値の基に転写メカニズムを展開して図４に図示する如く、中間転写ベルトに担持されて搬送された現像剤は中間転写ベルト４０側にトナー粒子１０１が凝集されていて、加熱二次転写ニップ内でこの凝集状態のトナー粒子１０１は記録媒体１００側に移行してトナー粒子１０１の良好な二次転写を得ることが出来る。一方、キャリア１０２の一部は記録媒体１００側に移行するが、その多くは中間転写ベルト４０側に残って搬送されて二次転写ローラ４１の他方に配置したテンションローラ４２部位の中間転写ベルトクリーニングブレード４６で除去される。

次に、加熱二次転写後の定着ユニットにおける定着プロセスについて説明する。上述の如く本実施形態は、水分が含有された記録媒体が給送された場合に、完全ではなくとも少なくも相応の水分は加熱によって除去されて加熱二次転写ニップを通過した記録媒体は、現像剤を二次転写担持して加熱二次転写ニップ部位までに加熱された状態を維持して定着行程へと進行し、定着ユニット８０の定着ニップに進行する。したがって、当該定着ニップで発生するブリスター：火ぶくれと称する画像乱れの防止が果たされるとともに、加熱された状態を維持して定着ユニット８０の定着ニップに進行するので定着ユニット８０ではゼロベースからの加熱ではなく、定着熱効率が良い。

また、記録媒体に含有された水分の蒸発によって引き起こされる上記のブリスター：火ぶくれと称する画像乱れの防止には、定着ニップ全域に渡って蒸気圧に打ち勝つだけのニップ圧力を構成して封じ込める手段も有効であるが、本実施形態の構成では定着ニップに侵入する記録媒体はあらかじめ加温されて相応の水分は除去されているので、定着ニップ圧力は低圧であっても良い。

しかしながら、液体現像方式の現像剤はトナー粒子のほかにキャリア成分も含んでいるので定着ニップは極力長く形成して定着特性を安定化する目的から、本実施形態の定着ユニット８０は熱源を内蔵した定着ローラ８１に対向して所定の定着ニップ圧力を構成する第１加圧ローラ８４、第２加圧ローラ８５を設け、これらの加圧ローラに例えば耐熱性に優れるとともに強度の安定したポリイミド材で形成した無端ベルト（定着ベルト８６）を巻き掛けて他方側には無端ベルトに張力を与えるとともに無端ベルトを定着ローラ８１に付勢するような張架ローラを配置して構成し、定着ニップを長く形成してある。

以上の構成の定着ユニット８０の定着ニップは約１９０℃レベルの温度に温度調節し、前述の現像剤を二次転写担持して加熱二次転写ニップ部位で加熱された状態を維持した記録媒体を侵入させると、記録媒体中に含有された水分は軽減されているのでブリスター：火ぶくれと称する画像乱れの防止が果たせるとともに、当該定着ニップの中でトナー粒子を溶融させて記録媒体に定着せしめるので、特許文献３に記載の発明において発生する、トナー像に太りが生じたり位置ズレを生じたりするといった画像欠陥は、本発明においては発生しない。また、比較的低温な加熱二次転写行程と定着ユニット８０での本定着プロセスはエネルギーを効率よく分け合って構成可能なので省エネルギーな商品構成も可能である。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示した図である。 画像形成部及び現像ユニットの主要構成要素を示した断面図である。 本発明の実施の形態に係る二次転写ユニット６０の主要構成要素の断面を示す図である。 本発明の実施の形態に係る二次転写ユニット６０における二次転写時の断面の様子を拡大して模式的に示した図である。 本発明の実施の形態に係る二次転写ユニット６０及び定着ローラ８１それぞれ軸方向断面を模式的に示す図である。 比較例に係る二次転写ユニット６０の主要構成要素の断面を示す図である。 ローラ経の大きい二次転写ローラ４１を用いた本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要構成要素を示した図である。

符号の説明

１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ・・・像担持体、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ・・・帯電ローラ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ・・・露光ユニット、１３Ｙ・・・像担持体スクイーズローラ、１４Ｙ・・・像担持体スクイーズローラクリーニングブレード、１５Ｙ・・・現像剤回収部、１６Ｙ・・・潜像イレーサ、１７Ｙ・・・像担持体クリーニングブレード、１８Ｙ・・・現像剤回収部、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ・・・現像ローラ、２１Ｙ・・・現像ローラクリーニングブレード、２２Ｙ・・・現像剤圧縮ローラ、２３Ｙ・・・現像剤圧縮ローラクリーニングブレード、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ・・・現像ユニット、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ・・・現像剤容器、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ・・・現像剤供給ローラ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ・・・現像剤容器、３３Ｙ・・・規制ブレード、２１Ｙ、３４Ｙ・・・撹拌ローラ、４０・・・中間転写ベルト、４１・・・二次転写ローラ、４２・・・テンションローラ、４６・・・中間転写ベルトクリーニングブレード、４７・・・現像剤回収部、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ・・・一次転写部、５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ・・・一次転写バックアップローラ、５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｋ・・・中間転写ベルトスクイーズユニット、５３Ｙ・・・中間転写ベルトスクイーズローラ、５４Ｙ・・・中間転写ベルトスクイーズバックアップローラ、５５Ｙ・・・中間転写ベルトスクイーズローラクリーニングブレード、５６Ｙ・・・現像剤回収部、６０・・・二次転写ユニット、６１・・・二次転写バックアップローラ、６２・・・二次転写バックアップローラクリーニングブレード、６３・・・現像剤回収部、７０・・・予備加熱ヒーター、７１・・・芯金、７２・・・弾性層、８０・・・定着ユニット、８１・・・定着ローラ、８２・・・中央部加熱ヒーター、８３・・・端部加熱ヒーター、８４・・・第１加圧ローラ、８５・・・第２加圧ローラ、８６・・・定着ベルト、１００・・・記録媒体、１０１・・・トナー粒子、１０２・・・キャリア

Claims (8)

1. 中間転写体上に担持されたトナー像と当接するように給送される記録媒体にこのトナー像を二次転写する二次転写部と、該二次転写部で記録媒体上に転写されたトナー像を加熱し永久定着させる定着部と、該二次転写部に設けられ該中間転写体の内周面に接触するようにして該中間転写体を張架する二次転写ローラと、該二次転写部に設けられ該二次転写ローラと共に該中間転写体を挟むように配置された二次転写バックアップローラと、該二次転写ローラに設けられ該中間転写体上のトナー像の予備加熱を行う予備加熱ヒーターと、該定着部に設けられ定着加熱を行う定着用ヒーターと、を有する画像形成装置において、
   該二次転写ローラに対する該中間転写体の巻掛け部の巻掛け長さの配分としては、該中間転写体搬送方向上流側から該二次転写ローラと該二次転写バックアップローラとのニップ中心までの巻掛け長さが、該ニップ中心から該中間転写体搬送方向下流側までの巻掛け長さより長いことを特徴とする画像形成装置。
2. 該中間転写体を張架する複数のローラのうち該二次転写ローラの経が最も大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 画像形成プロセスが乾式の電子写真プロセスであって、トナー粒子の体積平均粒子径が２μｍ以上で５μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 画像形成プロセスが液体現像方式の電子写真プロセスであって、トナー粒子の体積平均粒子径が０．５μｍ以上で２μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
5. 該定着用ヒーターは複数有り、該予備加熱ヒーターの長さは、該定着用ヒーターの複数のヒーターのうちのどのヒーターよりも長いことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 該予備加熱ヒーターの長さは、画像形成装置が扱う記録媒体のうち幅が最も広いものの幅の長さ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記中間転写体は無端ベルト基材の外周表面にフッ素系樹脂を被覆した表層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置画像形成装置。
8. 該二次転写ローラは芯金基体の外周表面にフッ素系樹脂を被覆した表層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置画像形成装置。
   

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