JP4834502B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録部材に対して可視像を転写したり定着せしめたりする画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置においては、次のようにして記録部材たる記録紙に画像を形成するものが広く知られている。即ち、感光体や中間転写体などの像担持体に担持したトナー像などの可視像を、転写電界の作用によって記録紙に静電転写した後、その記録紙を定着ニップに挟み込む。この定着ニップは、例えば加熱ローラと加圧ローラとの当接によって形成されるなど、互いに当接する部材のうちの少なくとも一方が熱を帯びていることで、比較的高温になっている。定着ニップに挟み込まれた記録紙の表面には、その熱やニップ圧の作用によって可視像が定着せしめられる。

高画質化が進められる近年においては、記録紙上の可視像に、優れた光沢性を付与することが望まれるようになってきた。このため、定着温度をより高くして、定着ニップ内においてトナーなどの画像形成物質を十分に溶融せしめることで、可視像の光学性を高めようとする傾向にある。そして、このような高温での定着処理を実現するために、より出力容量の大きい定着電源を用いることで、エネルギー消費量の増加やコストアップを引き起こしていた。更には、定着ニップで記録紙を過剰に加熱してしまうことで、スタック部で記録紙同士の固着を発生させ易くなっていた。

そこで、近年においては、例えば特許文献１に記載のもののように、記録紙に対して可視像を定着せしめるのに先立って、可視像を十分に加熱しておく画像形成装置が提案されるようになってきた。具体的には、特許文献１に記載の画像形成装置は、感光体上に形成されたトナー像（可視像）を中間転写するための中間転写ベルトのおもて面に対して、転写定着ローラを当接させて２次転写ニップを形成している。更に、この２次転写ニップに対して加圧ローラを当接させて転写定着ニップを形成している。そして、感光体上から中間転写ベルトに１次転写せしめたトナー像を転写定着ローラの表面に２次転写した後、転写定着ローラの回転に伴って転写定着ニップに向けて搬送する。このとき、転写定着ローラに内蔵したヒーターや、転写定着ローラに対向せしめたヒーターなどによってトナー像を十分に加熱する。そして、転写定着ローラ上のトナー像に同期させて転写定着ニップ内に挟み込んだ記録紙に対して、トナー像を転写するとともに定着せしめる。かかる構成によれば、トナーを記録紙とは別に十分に加熱してから記録紙に密着せしめることで、記録紙を過剰に加熱してしまうことがなくなる。そして、これにより、スタック部での記録紙同士の固着を解消することができる。更には、ヒーターを転写定着ローラに対向せしめた構成を採用すれば、転写定着ローラにヒーターを内蔵させる構成に比べて、転写定着ローラへの熱伝導を抑えて、無駄なエネルギー消費を低減することができる。

ところが、この画像形成装置では、ヒーターによって昇温せしめた転写定着ローラ表面を上述の転写ニップで中間転写ベルトに当接させることで、中間転写ベルトを少なからず加熱することになる。そして、この加熱によって中間転写ベルトの劣化を助長してしまう。

一方、特許文献２には、転写定着ローラの代わりに、複数のローラによって張架されながら無端移動せしめられる転写定着ベルトを用い、これに対向せしめたヒーターによってベルト上のトナー像を加熱するようにした画像形成装置が記載されている。かかる構成によれば、ヒーターによって加熱したベルト表面を記録紙に対するトナー像の転写や定着のために転写定着ニップに進入させた後、転写ニップに向けて移動させているときに、放熱によって冷却することが可能である。そして、これにより、加熱による中間転写ベルトの劣化を抑えることができる。

特開２００４−１４５２６０号公報 特開２００５−１８９６９７号公報

しかしながら、この画像形成装置においては、中間転写ベルトから転写定着ベルトへトナー像を２次転写する際に、トナー像に中抜けを発生させ易くなることが本発明者らの実験によって判明した。具体的には、この画像形成装置では、転写定着ベルトの裏面に当接させた押圧ローラによって転写定着ベルトを中間転写ベルトに向けて押圧して２次転写ニップを形成している。従来より、２次転写ニップなどの転写ニップにおける圧力（以下、ニップ圧という）が過剰に高くなると、トナー像に中抜けを発生させてしまうことが知られている。そして、特許文献２に記載の画像形成装置においては、２次転写ニップとは別に形成した転写定着ニップに記録紙を挟み込む際に、転写定着ベルトに急激な負荷を与えることで転写定着ベルトの速度を一瞬だけ低下させる。また、転写定着ニップから記録紙を排出する際には、急激な負荷の低下によって転写定着ベルトの速度を一瞬だけ増加させる。このようにして転写定着ベルトの速度を変動させると、転写定着ベルトの２次転写ニップ近傍における張力を一時的に大きく変動させることがある。そして、転写定着ベルトを２次転写ニップ近傍において例えば図１に示すような姿勢で張架している構成では、転写定着ベルト２１の急激な速度変動によって、矢印Ａ方向やＢ方向へのベルトの張力が一時的に大きく変化する。矢印Ａ方向やＢ方向への張力が大きく弛むと、押圧ローラ２４による矢印Ｃ方向への加圧力が高まる。これにより、像担持体たる中間転写ベルト１１と、転写定着ベルト２１との当接によるニップ圧が高まって、トナー像の中抜けを引き起こしてしまうのである。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、転写定着ベルトの張力変動に起因する画像中抜けの発生を抑えることができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、無端移動する表面に可視像を担持する像担持体と、複数の張架部材に張架されて無端移動しながら自らのおもて面を該像担持体に当接させて転写ニップを形成しつつ、該像担持体とは別の部材に当接させて転写定着ニップを形成する無端状の転写定着ベルトと、該転写定着ベルトにおける該転写ニップの裏側領域に接触しながら該転写定着ベルトを該像担持体に向けて押圧する押圧部材とを備え、該像担持体上の可視像を、該転写ニップで該転写定着ベルトのおもて面に転写した後、加熱手段によって加熱しながら該転写定着ニップに搬送し、該転写定着ニップ内で記録部材に転写及び定着せしめる画像形成装置において、上記転写定着ベルトを、上記転写ニップの近傍で上記押圧部材による押圧方向に対して概ね直交する方向に移動させる姿勢で張架し、該押圧部材として、一定の曲率で湾曲する曲面を該転写定着ベルトに当接させるものを用い、無端移動する該転写定着ベルトの該曲面に対する巻き付き開始点Ｐ _１ から、該曲面の湾曲方向に沿って描かれる該曲面と同曲率の仮想円の中心に向けて延びる第１仮想線分Ｌ _１ と、該転写ニップにおけるベルト移動方向の中心点から該仮想円の中心に向けて延びる第３仮想線分Ｌ _３ とのなす角をθ _１ ［°］で表し、該転写定着ベルトの該押圧部材に対する巻き付き終了点Ｐ _２ から該仮想円の中心に向けて延びる第２仮想線分Ｌ _２ と該第３仮想線分Ｌ _３ とのなす角をθ _２ ［°］で表し、上記転写ニップの面積をＳ［ｃｍ ^２ ］で表し、静止状態にある該転写定着ベルトの該巻き付き開始点Ｐ _１ の近傍における張力をＴ _１ ［Ｎ］で表し、且つ静止状態にある該転写定着ベルトの該巻き付き終了点Ｐ _２ の近傍における張力をＴ _２ で表した式である「Ｔ _１ ｓｉｎθ _１ ＋Ｔ _２ ｓｉｎθ _２ ＜ ２．５×Ｓ」という条件を具備させ、且つ、上記像担持体と該転写定着ベルトとが該転写ニップで接触を開始する点である転写ニップ入口点よりもベルト移動方向上流側に、該巻き付き開始点Ｐ _１ を位置させたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記像担持体と無端移動する上記転写定着ベルトとが上記転写ニップを通過して互いに離間を開始する点である転写ニップ出口点よりもベルト移動方向下流側に、上記巻き付き終了点Ｐ_２を位置させたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記押圧部材として、一定の曲率で湾曲する板状部材を用いたことを特徴とするものである。

これらの発明においては、転写ニップ近傍で転写定着ベルトの張力が変動したとしても、その張力変動は転写ニップ近傍における転写定着ベルトの張架方向である「押圧部材による押圧方向に対して概ね直交する方向」に作用するため、張力変動によって押圧部材に対して押圧方向への力を作用させることが殆ど無い。即ち、転写定着ベルトの張力を変動させても、それによってニップ圧を変動させることが殆ど無い。よって、転写定着ベルトの張力変動に起因する画像中抜けの発生を抑えることができる。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の実施形態について説明する前に、本発明を理解する上で参考になる参考形態に係るプリンタについて説明する。

まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図２は、本プリンタを示す概略構成図である。同図において、このプリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を形成するための画像形成プロセスを実行する４つのプロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。

Ｙトナー像を形成するためのプロセスユニット６Ｙを例にすると、図３に示すように、潜像担持体たるドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置３Ｙ、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。感光体１Ｙは、ドラム状の金属素管に感光層が被覆されたもので、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される。

帯電装置４Ｙは、図示しない帯電バイアス電源によって帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体１Ｙに当接又は近接せしめながら回転駆動しており、帯電ローラからの放電によって感光体１Ｙの表面を一様に帯電せしめる。帯電ローラに代えて、帯電ブラシを感光体１Ｙに当接又は近接せしめるものでもよい。また、コロナチャージによって感光体１Ｙの表面を一様帯電せしめるものでもよい。

一様帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、後述する光書込ユニットの発するレーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹの静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。そして、後述する中間転写ベルト１１上に１次転写される。

ドラムクリーニング装置２Ｙは、１次転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、除電装置３Ｙは、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。

他色のプロセスユニット６Ｍ，Ｃ，Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＭ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。

先に示した図２において、プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの図中上方には、光書込ユニット７が配設されている。潜像形成手段たる光書込ユニット７は、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌにより、プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおけるそれぞれの感光体を光走査する。この光走査により、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット７は、光源から発したレーザ光（Ｌ）を、モータによって回転駆動した図示しないポリゴンミラーで主走査方向に走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。かかる構成の光書込ユニット７に代えて、ＬＥＤアレイからのＬＥＤ光を照射するものを採用しても良い。

中間転写ベルト１１の図中下方には、記録体たる記録紙Ｐを複数枚重ねた紙束の状態で収容する給紙カセット５０が配設されており、一番上の記録紙Ｐに給紙コロ５０ａを押し当てている。そして、この給紙コロ５０ａを回転駆動させることで、一番上の記録紙Ｐを給紙路５１に送り出す。送り出された記録紙Ｐは、給紙路５１の末端に配設されたレジストローラ対５２のローラ間に向けて搬送される。

レジストローラ対５２は、記録紙Ｐを挟み込むべく両ローラを回転駆動させているが、挟み込んですぐに回転を一時停止させる。そして、記録紙Ｐを後述する転写定着ニップでトナー像に同期させ得るタイミングで回転を再開する。

プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの図中下方には、中間転写体であり且つ像担持体である中間転写ベルト１１を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１０が配設されている。この中間転写ユニット１０は、中間転写ベルト１１の他、ベルトクリーニング装置１６、ベルト冷却手段１７などを備えている。また、４つの１次転写バイアスローラ１２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、２次転写兼駆動ローラ１３、及びテンションローラ１４からなる張架ローラ群も備えている。中間転写ベルト１１は、この張架ローラ群のそれぞれの張架ローラに裏面（ループ内周面）が支えられながら所定のテンションで張架されている。そして、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される２次転写兼駆動ローラ１３によって図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。

４つの１次転写バイアスローラ１２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト１１を感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に挟み込んでいる。これにより、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、中間転写ベルト１１のおもて面とが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。１次転写バイアスローラ１２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは中間転写ベルト１１の裏面（ループ内周面）にトナーの帯電極性とは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものであるが、電極から放電するチャージャ方式のものであってもよい。

中間転写ベルト１１は、その無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト１１上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

中間転写ユニット１０の図中左側方には、転写定着ベルト２１を無端移動せしめる転写定着装置２０が配設されており、転写定着ベルト２１を中間転写ベルト１１における２次転写兼駆動ローラ１３に対する掛け回し箇所に当接させて２次転写ニップを形成している。

中間転写ベルト１１において、無端移動に伴ってこの２次転写ニップを通過した後、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、１次転写工程が最初に行われるＹ用の１次転写ニップに進入する前の箇所には、ベルトループ内側からベルト冷却手段１７が当接している。このベルト冷却手段１７は、熱伝導率の比較的高い材料からなるヒートパイプなどの冷却部材を中間転写ベルト１１の裏面に接触させながら回転させることで、中間転写ベルト１１を裏面側から冷却する。また、図示しないファンなどによって冷却部材にエアーを吹き付けることで、冷却部材によるベルト冷却を促進する。

中間転写ユニット１０の２次転写兼駆動ローラ１３には、図示しない２次転写バイアス供給手段によってトナーの帯電極性と同極性の２次転写バイアス（例えば−０．５〜−２ｋＶの直流バイアス、又は交流重畳直流バイアス）が印加されている。一方、転写定着ユニット２０における後述する押圧ローラ２４は接地されている。これにより、２次転写兼駆動ローラ１３と押圧ローラ２４との間に形成されている２次転写ニップ内には、トナーを中間転写ベルト１１側から転写定着ベルト２１側に静電移動させる２次転写電界が形成されている。中間転写ベルト１１の無端移動に伴って２次転写ニップに進入した４色トナー像は、この２次転写電界やニップ圧の作用によって転写定着ベルト２１のおもて面に一括２次転写される。

転写定着装置２０は、テンションローラ２２と、転写定着兼駆動ローラ２３と、押圧ローラ２４とを有しており、これらローラによって無端状の転写定着ベルト２１を張架しながら、図中時計回り方向に無端移動せしめる。また、加熱装置２５、ベルトクリーニング装置２８、定着加圧ローラ２９なども有している。

転写定着ベルト２１は、金属（例えば鉄）、耐熱性樹脂（例えばポリイミド）などからなる無端状のベルト基体のおもて面に、弾性材料（例えばシリコーンゴム）からなる弾性層と、摩擦係数の低い材料（例えばフッ素系樹脂）からなる離型促進層とが順次積層されたものである。ベルト基体については、ウォームアップ時間（熱源が所定の温度に立ち上がるまでの時間）の短縮化や良好な無端移動性などの観点から、０．１［ｍｍ］以下の厚みにすることが望ましい。また、弾性層については、一定の表層ユニバーサル硬度を発揮させる目的で、０．１［ｍｍ］以上の厚みにすることが望ましい。更に、ウォームアップ時間の短縮化を考慮すると、０．５［ｍｍ］以下の厚みにすることが望ましい。また、離型促進層については、一定の表層ユニバーサル硬度を発揮させる目的で、３０［μｍ］以下の厚みにすることが望ましい。

転写定着兼駆動ローラ２３は、鉄などの金属からなる非中空のローラ基体、これの表面に被覆されたゴムなどの弾性材料からなる厚み１〜３［ｍｍ］程度の弾性層などを有している。そして、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動されることで、転写定着ベルト２１を図中時計回り方向に無端移動せしめる。転写定着兼駆動ローラ２３に対しては、後述する定着加圧ローラ２９によって高加重がかけられる。このため、転写定着兼駆動ローラ２３としては、ＡｓｋｅｒＣで８０以上の表面硬度を発揮するもの、を用いることが望ましい。なお、転写定着ベルト２１との断熱性を向上させてウォームアップ時間の短縮化を図る目的で、多孔質セラミックなどからなる硬質断熱層をローラ基体と弾性層との間に設けてもよい。

テンションローラ２２は、テンションバネによって付勢されることで、転写定着ベルト２１にテンションを付与している。

また、押圧部材としての押圧ローラ２４は、押圧バネによって中間転写ユニット１０に向けて付勢されることで、転写定着ベルト２１を中間転写ベルト１１における２次転写兼駆動ローラ１３に対する掛け回し箇所に向けて押圧している。これにより、転写定着ベルト２１のおもて面が中間転写ベルト１１のおもて面に押圧せしめられて２次転写ニップが形成されている。

押圧ローラ２４としては、鉄などの金属からなるローラ基体の表面に、多孔質セラミックなどからなる高硬度断熱層と、シリコーンゴムなどの弾性材料からなる弾性層と、フッ素系樹脂などからなる離型促進層とが順次積層されたものを用いている。

定着加圧ローラ２９は、加圧バネにより、転写定着ベルト２１における転写定着兼駆動ローラ２３に対する掛け回し箇所に向けて付勢されている。これにより、転写定着ベルト２１と、定着加圧ローラ２９とが当接する転写定着ニップが形成されている。上述の２次転写ニップで中間転写ベルト１１から転写定着ベルト２１に２次転写された４色トナー像は、転写定着ベルト２１の無端移動に伴って転写定着ニップに向けて搬送される。この際、転写定着ベルト２１のおもて面に対して所定の間隙を介して対向しているベルト加熱装置２５の脇を通過する。

ベルト加熱装置２５は、ヒーター２６、このヒータ−２６からの熱光を転写定着ベルト２１に向けて反射させる反射板２７などを有している。そして、ハロゲンヒータなどからなるヒーター２６から発した輻射エネルギーを転写定着ベルト２１に対して直接当てたり、反射板２７によって反射させた後に当てたりして、輻射エネルギーをベルト側に集中させることで、ベルト上の４色トナー像を十分に加熱する。転写定着ベルト２１の表面温度を検知する図示しないサーミスタによる検知結果に基づいてヒーター２６への電源をオンオフすることで、ベルトの表面温度が所定温度以上にならないようにしている。

加熱手段たる加熱装置２５によって十分に加熱された４色トナー像は、転写定着ベルト２１の無端移動に伴って転写定着ニップに進入する。そして、転写定着ニップ内で、上述のレジストローラ対５２によって送り出されてきた記録紙Ｐに密着せしめられると、自らの粘性とニップ圧との作用によって記録紙Ｐに一括３次転写せしめられる。

このように、本プリンタにおいては、記録紙Ｐに４色トナー像を定着せしめるのに先立って、４色トナー像を記録紙Ｐとは別に、転写定着ベルト２１上で加圧する。これにより、記録紙Ｐと４色トナー像とを一緒に加圧しながら４色トナー像を記録紙Ｐに定着せしめる構成に比べて、熱損失を小さくすることができる。本発明者らの実験によれば、かかる構成では、転写定着ベルト２１を１１０〜１２０℃という比較的低い温度まで昇温せしめるだけで、十分な光沢性や定着性を得ることができた。

なお、転写定着ベルト２１の離型促進層、弾性層、基体の素材として、何れもカーボン等の導電物質を分散させた導電性のフッ素系樹脂系材料を用い、中間転写ベルト１１の離型促進層と、定着ベルト２１の離型促進層との間に２次転写電界を形成することで、２次転写バイアスをより低電圧にすることができる。更には、２次転写時におけるトナー散りを低減することもできる。

上述の２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト１１表面には、転写定着ベルト２１に２次転写されなかった若干量の２次転写残トナーが付着している。これは、中間転写ベルト１１におけるテンションローラ１４に対する掛け回し箇所におもて面側から当接しているベルトクリーニング装置１６により、中間転写ベルト１１表面から除去される。

また、上述の転写定着ニップを通過した後の転写定着ベルト２１表面には、記録紙Ｐに３次転写されなかった若干量の３次転写残トナーが付着している。これは、転写定着ベルト２１におけるテンションローラ２２と転写定着兼駆動ローラ２３との間の展張箇所におもて面側から当接しているベルトクリーニング装置２８により、転写定着ベルト２１表面から除去される。

また、転写定着ニップを通過した後の定着加圧ローラ２９表面には、記録紙Ｐから転移した紙粉が付着することがある。これは、定着加圧ローラ２９に当接するローラクリーニング装置３０によって定着加圧ローラ２９表面から除去される。

転写定着ニップから排出された記録紙Ｐは、出口ガイド板３１に案内されながら、機外へと排出される。

次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
上述の２次転写ニップにおいて、中間転写ベルト１１と転写定着ベルト２１との当接圧力（以下、転写ニップにおける当接圧力を転写ニップ圧という）は、４色トナー像の転写性に大きく影響する。図４は、本発明者らが行った実験に基づいて作成した転写ニップ圧と、４色トナー像の中抜けランクとの関係を示すグラフである。中抜けランク５は、プリントアウトされたテスト画像を２５倍のルーペで観察しても、テスト画像に中抜けが認められたかったことを示している。また、中抜けランク４は、２５倍のルーペでテスト画像を観察すると若干の中抜けが認められるものの、肉眼では中抜けが認められなかったことを示している。また、中抜けランク３は、目を凝らせば肉眼でも中抜けが認められたことを示している。また、中抜けランク２は、肉眼でも中抜けが認められたことを示している。また、中抜けランク１は、肉眼で中抜けが容易に認められて画質の劣化が目立っていることを示している。中抜けの許容レベルは、ランク３、４又は５であり、ランク２以下の中抜けを許容することはできない。

なお、同図に示す結果を得た実験においては、次のような条件を採用した。
・中間転写ベルト１１の基体の材質：ポリイミド樹脂
・中間転写ベルト１１の厚み：８０［μｍ］
・転写定着ベルト２１：ポリイミド製の基体に、Ｓｉゴム製で厚み３００［μｍ］の弾性層と、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製で厚み１０［μｍ］の離型促進層とを積層したもの。
・トナー：粉砕法によって製造されたトナー

同図に示すように、転写ニップ圧が高くなるほど、中抜けが発生し易くなることがわかる。中抜けを許容レベル内（ランク３以上）に留めるためには、転写ニップ圧を１０［Ｎ／ｃｍ^２］以下にしなければならない。更に、転写ニップ圧を５［Ｎ／ｃｍ^２］以下まで低減すれば、中抜けを肉眼で認められないレベル（ランク４以上）まで抑えることができる。

そこで、２次転写ニップにおける転写ニップ圧を５［Ｎ／ｃｍ^２］以下に設定することが望ましい。しかし、押圧ローラ２４を付勢している押圧バネに対する抗力として働いている転写定着ベルト２１の張力が何らかの原因で弛んでしまうと、押圧バネによる押圧ローラ２４に対する付勢力がより強まって、２次転写ニップにおける転写ニップ圧を高めてしまう。

記録紙Ｐの先端が転写定着ニップに挟み込まれる際に、転写定着兼駆動ローラ２３に対する負荷が瞬間的に急上昇して、転写定着ベルト２１が一瞬だけ速度を急降下させる。このような速度変化が起こる状況において、先に図１に示したような姿勢で転写定着ベルト２１を張架していたとする。すると、転写定着ベルト２１におけるテンションローラ２２と押圧ローラ２４との間の展張箇所の張力が一時的に高まる一方で、押圧ローラ２４と転写定着兼駆動ローラ２３との間の展張箇所の張力が一時的に弱まる。そして、これら張力の合力が、それまでよりも弱まってしまうと、押圧バネによる押圧ローラ２４に対する付勢力がより強まって、２次転写ニップ圧がより高まってしまう。

また、記録紙Ｐの後端が転写定着ニップから排出される際には、転写定着兼駆動ローラ２３に対する負荷が瞬間的に急降下して、転写定着ベルト２１が一瞬だけ速度を急上昇させる。このような速度変化が起こる状況において、先に図１に示したような姿勢で転写定着ベルト２１を張架していたとする。すると、転写定着ベルト２１におけるテンションローラ２２と押圧ローラ２４との間の展張箇所の張力が一時的に弱まる一方で、押圧ローラ２４と転写定着兼駆動ローラ２３との間の展張箇所の張力が一時的に強まる。そして、これら張力の合力が、それまでよりも弱まってしまうと、押圧バネによる押圧ローラ２４に対する付勢力がより強まって、２次転写ニップ圧がより高まってしまう。

本発明者らの実験によれば、記録紙Ｐとして厚紙（坪量１００ｇ／ｍ^２以上）のものを用いた場合には、張力Ｔ_１や張力Ｔ_２の変動が最大で１００％（２倍の張力）にもなることがあった。

そこで、本プリンタにおいては、図５に示すように、転写定着ベルト２１を、２次転写ニップの近傍で押圧ローラ２４による押圧方向（矢印Ｃ方向）に対して概ね直交する方向（矢印Ｄ方向や矢印Ｅ方向）に移動させる姿勢で張架している。かかる構成では、２次転写ニップの近傍で転写定着ベルト２１の張力が変動したとしても、その張力変動は２次転写ニップの近傍における転写定着ベルトの２１張架方向である矢印Ｄ方向や矢印Ｅ方向に作用するため、張力変動によって押圧ローラ２４に対して押圧方向（矢印Ｃ方向）への力を作用させることが殆ど無い。即ち、転写定着ベルト２１の張力を変動させても、それによって２次転写ニップ圧を変動させることが殆ど無い。よって、転写定着ベルト２１の張力変動に起因する画像中抜けの発生を抑えることができる。

次に、実施形態に係るプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施形態に係るプリンタの構成は参考形態と同様である。

２次転写ニップの近傍において、転写定着ベルト２１を次のような姿勢で張架したとする。即ち、２次転写ニップよりも上流側で２次転写ニップに繋がっているベルト展張箇所と、２次転写ニップよりも下流側で２次転写ニップに繋がっているベルト展張箇所とを、それぞれ押圧ローラ２４による押圧方向（矢印Ｃ方向）に対して直交する方向に移動させる姿勢である。このような姿勢では、転写定着ベルト２１の張力変動を押圧方向に伝えることがなくなるため、転写定着ベルト２１の張力変動による２次転写ニップ圧の変動を回避することができる。

但し、若干であれば、転写定着ベルト２１の張力変動を押圧方向に伝えたとしても、中抜けランクを３以上に維持することが可能であると思われる。

図６は、本プリンタにおける２次転写ニップとその周囲構成とを示す拡大模式図である。同図において、点Ｐｃは、転写定着ベルト２１と中間転写ベルト１１とが当接する２次転写ニップＮのベルト移動方向における中心点を示している。また、点Ｐ_１は、無端移動する転写定着ベルト２１の押圧ローラ２４曲面に対する巻き付き開始点を示している。また、線分Ｌ_１は、巻き付き開始点Ｐ_１から、押圧ローラ２４曲面の湾曲方向に沿って描かれる押圧ローラ２４曲面と同曲率の仮想円（本例では押圧ローラ２４の外縁に相当）の中心Ｐａに向けて延びる第１仮想線分を示している。また、θ_１は、第１仮想線分Ｌ_１と、２次転写ニップの中心点Ｐｃから、前記仮想円の中心Ｐａに向けて延びる第２仮想線分Ｌ_３とのなす角を示している。また、点Ｐ_２は、転写定着ベルト２１の押圧ローラ２４に対する巻き付き終了点を示している。また、θ_２は、巻き付き終了点Ｐ_２から上記仮想円の中心Ｐａに向けて延びる第２仮想線分Ｌ_２と、第３仮想線分Ｌ_３とのなす角を示している。また、Ｔ_１は、静止状態にある転写定着ベルト２１の巻き付き開始点Ｐ_１の近傍における張力を示している。また、Ｔ_２は、静止状態にある転写定着ベルト２１の巻き付き終了点Ｐ_２の近傍における張力を示している。また、Ｆ_０は、押圧ローラ２４を付勢する押圧バネによる押圧力を示している。

同図において、２次転写ニップの面積をＳ［ｃｍ^２］で示すと、単位面積あたりの２次転写ニップ圧［Ｎ／ｃｍ_２］は、次の式で表される。
（１）２次転写ニップ圧＝（Ｆ−（Ｔ_１ｓｉｎθ_１＋Ｔ_２ｓｉｎθ_２））／Ｓ

２次転写時には、２次転写兼駆動ローラ１３が中間転写ベルト１１から離間しないことが必須条件となるため、上記（１）の式は次のように変形される。
（２）０ ＜ （Ｆ−（Ｔ_１ｓｉｎθ_１＋Ｔ_２ｓｉｎθ_２））／Ｓ

そして、中抜けを許容範囲内（レベル３以上）に留めるための条件は、次のように表される。
（３）０ ＜ （Ｆ−（Ｔ_１ｓｉｎθ_１＋Ｔ_２ｓｉｎθ_２））／Ｓ ≦ １０[N/ｃｍ^２]

更に、中抜けを肉眼で視認できなくなるレベルまで抑えるための条件は、次のように表される。
（４）０ ＜ （Ｆ−（Ｔ_１ｓｉｎθ_１＋Ｔ_２ｓｉｎθ_２））／Ｓ ≦ ５[N/ｃｍ^２]

（３）や（４）の条件については、記録紙Ｐの転写定着ニップへの進入や、転写定着ニップからの排出による転写定着ベルト２１の張力変動が生じたときでも、（３）や（４）の条件を満足させる必要がある。そのためには、上述したように、転写定着ベルト２１を２次転写ニップの近傍で押圧バネの押圧方向に対して直交する方向に移動させる、即ち、角θ_１及び角θ_２をそれぞれ０［°］にすればよい。但し、これら角度を若干設けても、張力を少し低めに設定しておけば、張力変動による押圧力の変化が起こったとしても、中抜けを目標レベルに留めることができる。

本発明者らの実験によれば、次のようにすれば、張力変動が起こったとしても、（３）の条件を満足させ続けることができた。即ち、静止状態における２次転写ニップ圧を、中抜けランク３ギリギリの１０［Ｎ／ｃｍ^２］ではなく、中抜けランク２．５程度に相当する７．５［Ｎ／ｃｍ^２］に設定しておく（図４参照）。そして、角θ_１やθ_２について、張力変動に伴う２次転写ニップ圧の変動を、最大で２．５［Ｎ／ｃｍ^２］の変動に留め得る程度の小さな角度に設定するのである。こうすることで、張力変動が起こっても、２次転写ニップ圧を１０［Ｎ／ｃｍ^２］以下に留めることができた。

より詳しく説明すると、転写定着ベルト２１の張力の一部は、押圧ローラ２４を中間転写ベルト１１に向けて付勢する押圧バネの押圧力の抗力として働く。この抗力は、転写定着ベルト２１における２次転写ニップよりも上流側の張力Ｔ_１による抗力Ｆ_１と、２次転写ニップよりも下流側の張力Ｔ_２による抗力Ｆ_２との合力である。そして、転写定着ベルト２１の張力Ｔ_１とＴ_２との合力がベルト速度変動に起因して弱まっても、抗力Ｆ_１と抗力Ｆ_２との合力が２．５［Ｎ／ｃｍ_２］よりも大きく弱まらなければ、中抜けレベルを許容範囲ギリギリの３に維持することができる。

２次転写ニップの面積をＳ［ｃｍ^２］で示すと、上記抗力Ｆ_１については、次の式で表すことができる。
（５）抗力Ｆ_１［Ｎ／ｃｍ^２］＝Ｔ_１ｓｉｎθ_１／Ｓ

また、上記抗力Ｆ_２については、次の式で表すことができる。
（６）抗力Ｆ_２［Ｎ／ｃｍ^２］＝Ｔ_２ｓｉｎθ_２／Ｓ

従って、角θ_１及び角θ_２を次の条件式を具備させる値に設定することで、中抜けレベルを許容範囲ギリギリの３に維持することができる。
（７）Ｔ_１ｓｉｎθ_１＋Ｔ_２ｓｉｎθ_２ ＜ ２．５×Ｓ

そこで、本実施形態に係るプリンタにおいては、この条件式を具備する値に、角θ_１及び角θ_２を設定している。

なお、転写定着ベルト２１の張力は、弱すぎると転写定着ベルト２１の挙動が不安定になったり駆動力が正確に伝わらなくなたりする。この逆に強すぎると、転写定着ベルト２１が伸びてしまったりローラに強く巻き付くことによる塑性変形が生じたりする。これらのことから、張力については、１０〜５０Ｎ程度に設定するのが一般的である。

また、２次転写ニップの幅は、１〜１０［ｍｍ］の範囲に設定されるのが一般的だが、本プリンタのような転写定着同時方式においては、ニップ幅を狭くした方が転写定着ベルト２１から記録紙Ｐへの熱伝導量を小さく抑えることができるので有利である。

また、２次転写ニップのベルト移動方向と直交する方向の長さは、縦通紙の用紙サイズが最大でＡ３用紙である構成においては、３００〜３５０［ｍｍ］程度、最大でＡ４用紙である構成においては、２２０〜２５０［ｍｍ］程度に設定されるのが一般的である。

［実験１］
本発明者らは、先に図２に示した構成と同様のプリンタ試験機を用意し、転写定着ベルト２１を静止状態において３０［Ｎ］の張力で張架した。上述したように、記録紙Ｐの転写定着ニップへの進入や、転写定着ニップからの排出によって、静止状態のときの２倍にまで変動することがある。つまり、静止状態の張力（３０Ｎ）に対して、±３０［Ｎ］の変動を引き起こす可能性がある。

プリンタ試験機の２次転写ニップにおけるベルト移動方向の長さであるニップ幅については、０．１［ｃｍ］に設定した。また、ベルト移動方向と直交する方向のニップ長さについては、３２［ｃｍ］（Ａ３用紙を縦通紙できる幅に対応）に設定した。よって、２次転写ニップの面積Ｓは、０．１×３２＝３．２[ｃｍ^２]である。２次転写ニップ圧については、７．５［Ｎ／ｃｍ^２］に設定した。

かかる構成のプリンタ試験機において、中抜けレベルを許容範囲ギリギリの３に維持することができる条件については、次の式によって表すことができる。
（８）３０ｓｉｎθ_１＋３０ｓｉｎθ_２ ＜ ２．５×３．２[ｃｍ^２]

この式を展開すると、次の式を得ることができる。
（９）θ_１＋θ_２ ＜ １５．４［°］

そこで、プリンタ試験機における角θ_１と角θ_２との合計角度を１５．４［°］未満に設定してテスト画像を連続プリントしてみた。すると、１０００枚以上の連続プリントを行っても、全てのプリントについて中抜けレベルを３以上にすることができた。

［実験２］
次に、本発明者らは、転写定着ベルト２１を静止状態において５０［Ｎ］の張力で張架した。上述したように、記録紙Ｐの転写定着ニップへの進入や、転写定着ニップからの排出によって、静止状態のときの２倍にまで変動することがある。つまり、静止状態の張力（５０Ｎ）に対して、±５０［Ｎ］の変動を引き起こす可能性がある。

２次転写ニップ圧、ニップ幅、面積については、実験１と同様にした。かかる構成のプリンタ試験機において、中抜けレベルを許容範囲ギリギリの３に維持することができる条件については、次の式によって表すことができる。
（１０）５０ｓｉｎθ_１＋５０ｓｉｎθ_２ ＜ ２．５×３．２

この式を展開すると、次の式を得ることができる。
（１１）θ_１＋θ_２ ＜ ６．６［°］

そこで、プリンタ試験機における角θ_１と角θ_２との合計角度を６．６［°］未満に設定してテスト画像を連続プリントしてみた。すると、１０００枚以上の連続プリントを行っても、全てのプリントについて中抜けレベルを３以上にすることができた。

［実験３］
上述したように、角θ_１、角θ_２を何れも０［°］に設定すると、転写定着ベルト２１の張力変動に起因する中抜けの発生を回避することができる。そこで、プリンタ試験機における角θ_１と角θ_２との合計角度を０［°］に設定した。また、次に列記するような条件を採用した。
・押圧ローラ２４の直径：４０［ｍｍ］
・２次転写兼駆動ローラ１３の直径：３０［ｍｍ］
・転写定着ベルト２１の厚み：０．４［ｍｍ］
・角θ_１：２．５［°］
・角θ_２：２．５［°］
・２次転写ニップ角度：７［°］
（ローラ１３の中心からニップ入口点に延びる線分と、ローラ１３の中心からニップ出口点に延びる線分とのなす角）
・張力（Ｔ_１やＴ_２）：３０Ｎ
・押圧コイルバネによる押圧力Ｆ_０：４０［Ｎ］
・静止状態における２次転写ニップ圧：４．２［Ｎ／ｃｍ^２］

かかる条件で連続プリントしてみたところ、肉眼で確認される中抜けは全く生じなかった。

しかしながら、テスト画像に若干の乱れが発生した。これは、角θ_１や角θ_２を小さくしすぎると、２次転写ニップの前後で転写定着ベルト２１と中間転写ベルト１１とがベルトの微妙な波打ちに伴って接触してしまうことによるものであることがわかった。

そこで、巻き付き開始点Ｐ_１については、２次転写ニップの入口点よりもベルト移動方向上流側に位置させることが望ましい。このようにすることで、２次転写ニップの近傍で且つニップよりも上流側において、転写定着ベルト２１を２次転写ニップに進入させるのに先立って、押圧ローラ２４に掛け回して、ニップ入口近傍におけるベルトの波打ちを回避することができるからである。

また、巻き付き終了点Ｐ_２については、２次転写ニップの出口点よりもベルト移動方向下流側に位置させることが望ましい。このようにすることで、２次転写ニップの入口近傍において、転写定着ベルト２１を２次転写ニップ通過後も所定の距離だけ押圧ローラ２４に掛け回して、ニップ出口近傍におけるベルトの波打ちを回避することができるからである。

［実験４］
図７は、押圧ローラ２４に対する転写定着ベルト２１の巻き付き開始点Ｐ_１から、２次転写兼駆動ローラ１３の表面までの最短距離ｈを説明するための拡大模式図である。同図において、Ｒは、押圧ローラ２４の半径を示している。また、ｒは、２次転写兼駆動ローラ１３の半径を示している。また、αは、２次転写ニップの中心点Ｐｃから２次転写兼駆動ローラ１３の中心に向けて延ばした仮想線分と、２次転写兼駆動ローラ１３の中心から巻き付き開始点Ｐ_１に向けて延ばした仮想線分とのなす角を示している。

上述のように、巻き付き開始点Ｐ_１については、２次転写ニップの入口点よりもベルト移動方向上流側に位置させることが望ましい。更に、巻き付き終了点Ｐ_２については、２次転写ニップの出口点よりもベルト移動方向下流側に位置させることが望ましい。ところが、巻き付き開始点Ｐ_１をニップ入口点よりも上流側に位置させたとしても、巻き付き開始点Ｐ_１と２次転写兼駆動ローラ１３との最短距離が近すぎると、画像の乱れを有効に抑えることができなくなる。また、巻き付き終了点Ｐ_２をニップ入口点よりも下流側に位置させたとしても、巻き付き終了点Ｐ_２と２次転写兼駆動ローラ１３との最短距離が近すぎれば、同様にして画像の乱れを有効に抑えることができなくなる。

そこで、本発明者らは、プリンタ試験機において、巻き付き開始点Ｐ_１と２次転写兼駆動ローラ１３との最短距離ｈを様々に変化させながらテスト画像をプリントして、画像の乱れの有無を調べてみた。なお、転写定着ベルト２１については、ポリイミド樹脂からなる厚み５０〜１５０［μｍ］の基体に、ゴムからなる厚み１００〜５００［μｍ］の弾性層と、ＰＴＦＥからなる厚み３〜１５［μｍ］の離型促進層とを積層したものを用いた。また、巻き付き終了点Ｐ_２と２次転写兼駆動ローラ１３との最短距離については、上記最短距離ｈと同様の値に設定した。この実験の結果を次の表１に示す。

表１に示すように、巻き付き開始点Ｐ_１と２次転写兼駆動ローラ１３との最短距離、及び巻き付き終了点Ｐ_２と２次転写兼駆動ローラ１３との最短距離を何れも０．５［ｍｍ］以下に設定した場合には、画像乱れが発生してしまう。これに対し、何れも１［ｍｍ］以上に設定した場合には、画像乱れの発生を回避することができている。

但し、適切な最短距離と角θ_１や角θ_２との関係は、押圧ローラ２４や２次転写兼駆動ローラ１３の曲率によって異なってくる。参考までに、最短距離ｈと角θ_１や角θ_２角（以下、θ_１又はθ_２の何れか一方を示す符号をθと記す）との関係について考察すると、次のようになる。即ち、図７より、次の式を導くことができる。
（１２）Ｒｓｉｎθ＝（ｒ＋ｈ）ｓｉｎα
（１３）Ｒｃｏｓθ＋（ｒ＋ｈ）ｃｏｓα＝Ｒ＋ｒ

これらを変形すると次の式が得られる。
（１４）ｓｉｎα＝Ｒｓｉｎθ／（ｒ＋ｈ）
（１５）ｃｏｓα＝（Ｒ＋ｒ−Ｒｃｏｓθ）／（ｒ＋ｈ）

ｓｉｎ^２α＋ｃｏｓ^２α＝１より、次式が得られる。
（１６）
（（Ｒｓｉｎθ）／（ｒ＋ｈ））^２＋（（Ｒ＋ｒ−Ｒｃｏｓθ）／（ｒ＋ｈ））^２＝１

これに、ｃｏｓθ＝√（１−ｓｉｎ^２θ）を代入すると、次式が得られる。
（１７）
（（Ｒｓｉｎθ）／（ｒ＋ｈ））^２＋（（Ｒ＋ｒ−Ｒ√（１−ｓｉｎ^２θ）／（ｒ＋ｈ））^２＝１

これをｓｉｎθについて整理すると、次式が得られる。
（１８）
ｓｉｎθ＝√（４Ｒ^２（Ｒ＋ｒ）^２−（（Ｒ^２＋（Ｒ＋ｒ）^２−（ｒ＋ｈ）^２）^２）／２Ｒ（Ｒ＋ｒ）

本プリンタにおいては、押圧ローラ２４としては、高剛性のものを用いている。ここで言う高剛性とは、転写定着ベルト２１に発生したシワに負けないような剛性を持つことを意味する。金属、硬質樹脂、セラミック、硬質ゴムなどの材料を使用した押圧ローラ２４であれば、高剛性であると言える。なお、これら材料には、必要に応じて、静電的な転写を行うための電極としての機能を発揮させるように、部材表面もしくは内部に導電性材料を分散せしめることも可能である。押圧ローラ２４に代えて、表面移動不能なものであって転写定着ベルト２１に摺動させるタイプの押圧部材を用いる場合には、ベルトとの滑りを向上させる目的で、部材表面を鏡面仕上げにしたり、フッ素系樹脂を表面にコートしたり、シリコンオイルなどの潤滑剤を塗布したりするとよい。また、押圧部材が大きな熱容量を持つと、転写定着ベルト２１を熱する際に余計な時間がかかってしまうので、好ましくない。また、押圧部材の熱膨張率が大きいと、２次転写ニップの精度を一定に保つことが困難になる。よって、熱容量や熱膨張が小さい方が有利であり、できれば薄い板状で必要強度を発揮するものが望ましい。この観点からすれば、摺動方式の場合には、金属板やセラミック板を採用することが望ましい。

次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した各具体例のプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、各具体例に係るプリンタの構成は、実施形態と同様である。
［第１具体例］
図８は、本第１具体例に係るプリンタにおける２次転写ニップとその周囲構成とを示す拡大構成図である。本プリンタにおいては、押圧部材として、押圧ローラの代わりに、転写定着ベルト２１を掛け回している面が一定の曲率で湾曲している板状部材たる押圧板２４０を用いている。そして、この押圧板２４０におけるベルト移動方向上流側の端部と、下流側の端部とをそれぞれ押圧バネによって中間転写ベルト１１に向けて付勢している。

かかる構成では、押圧部材として、ベルト掛け回し面が一定曲率で湾曲しているものの、全体的には扁平状の押圧板２４０を用いることで、同じ曲率で且つ曲面が無端状になっているの押圧ローラを用いる場合に比べて、装置の小型化を図ることができる。

押圧板２４０の曲率半径は２次転写兼駆動ローラ１３の曲率半径よりもはるかに大きくなっており、転写定着ベルト２１を押圧板２４０になだらかに沿わしている。このような緩やかな曲率を持つ押圧板２４０を用いることにより、図示のように、転写定着ベルト２１のニップ前後における移動方向を押圧部材による押圧方向（矢印Ｃ方向）に概ね直交する方向にすることが容易に可能となる。更に、２次転写ニップ近傍でのベルトの波打ちによる画像の乱れを回避し得る程度まで、上述の最短距離ｈを大きくすることも容易に可能となる。

［第２具体例］
図９は、本第２具体例に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタでは、転写定着ベルト２１上のトナー像をベルトおもて面側から加熱する加熱装置２５として、電磁誘導方式のものを用いている。具体的には、転写定着ベルト２１のおもて面に対して所定の間隙を介して対向する加熱装置２５は、コイル２６０と、これを保持するコア２７０とを有しており、転写定着ベルト２１との間に強電界を形成する。一方、転写定着ベルト２１は、加熱装置２５によって形成される強電界で発熱することが可能な誘導発熱体として、基体あるいはその他の層が金属から構成されている。これにより、輻射や熱伝導によらずに、転写定着ベルト２１を自ら発熱させることができる。

［第３具体例］
図１０は、本第３具体例に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは各色のプロセスユニットと中間転写ユニットとの組合せの変わりに、感光ベルト８、各色の現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどを有している。

無端状の感光ベルト８は、１次転写兼駆動ローラ１２とテンションローラ２２とによって張架されながら図中反時計回りに無端移動せしめられる。この感光ベルト８における水平移動する上部張架面の上方には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋがベルト移動方向に沿って並んでいる。

転写定着ベルト２１における押圧ローラ２４に対する掛け回し箇所は、感光ベルト８に押圧されて１次転写ニップを形成している。

なお、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、図示しない接離機構によってそれぞれ感光ベルト８に対して個別に接離せしめられる。また、転写定着ベルト２１に当接して転写定着ニップを形成する定着加圧ローラ２９は、図示しない接離機構によって転写定着ベルト２１に接離せしめられる。

４色トナー像がプリントされる際には、まず、定着加圧ローラ２９が上述の接離機構の駆動によって転写定着ベルト２１から離間せしめられる。そして、光書込ユニット７が感光ベルト８のおもて面にＹ用の静電潜像を書き込む。この書き込みとほぼ同時に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｙ用の現像装置５Ｙだけが上述の接離機構の駆動によって感光ベルト８に接触せしめられる。そして、Ｙ用の静電潜像がＹ用の現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。このＹトナー像は、感光ベルト８と転写定着ベルト２１とが当接する１次転写ニップにおいて、転写定着ベルト２１上に１次転写される。

同様にして、感光ベルト８にＭ，Ｃ，Ｋトナー像が形成されて、転写定着ベルト２１上に重ね合わせて１次転写される。これにより、転写定着ベルト２１上に４色トナー像が形成される。

４色トナー像の重ね合わせ１次転写が終了すると、定着加圧ローラ２９が上述の接離機構の駆動によって転写定着ベルト２１に当接せしめられて、転写定着ニップが形成される。そして、４色トナー像が転写定着ニップ内で記録紙Ｐに一括２次転写されるとともに、定着せしめられる。

これまで、本発明を電子写真方式のプリンタに適用した例について説明したが、直接記録方式によって画像を形成する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。この直接記録方式とは、潜像担持体によらず、トナー飛翔装置からドット状に飛翔させたトナー群を記録体や中間記録体に直接付着させて画素像を形成することで、記録体や中間記録体に対してトナー像を直接形成する方式である。特開２００２−３０７７３７号公報に記載の画像形成装置などに採用されている。

以上、実施形態や各具体例に係るプリンタにおいては、押圧部材として、一定の曲率で湾曲する曲面を転写定着ベルト２１に当接させる押圧ローラ２４又は押圧板２４０を用いている。かかる構成では、押圧部材のエッジを転写定着ベルト２１に接触させることがないので、エッジの接触による転写定着ベルト２１の損傷を回避することができる。

また、実施形態や各具体例に係るプリンタにおいては、無端移動する転写定着ベルト２１の押圧部材曲面に対する巻き付き開始点Ｐ_１から、押圧部材曲面の湾曲方向に沿って描かれる押圧部材曲面と同曲率の仮想円の中心に向けて延びる第１仮想線分Ｌ_１と、２次転写ニップにおけるベルト移動方向の中心点Ｐｃから前記仮想円の中心に向けて延びる第３仮想線分Ｌ_３とのなす角をθ_１［°］で表し、転写定着ベルト２１の押圧部材に対する巻き付き終了点Ｐ_２から前記仮想円の中心に向けて延びる第２仮想線分Ｌ_２と前記第３仮想線分Ｌ_３とのなす角をθ_２［°］で表し、２次転写ニップの面積をＳ［ｃｍ^２］で表し、静止状態にある転写定着ベルト２１の巻き付き開始点Ｐ_１の近傍における張力をＴ_１［Ｎ］で表し、且つ静止状態にある転写定着ベルト２１の巻き付き終了点Ｐ_２の近傍における張力をＴ_２で表すと、「Ｔ_１ｓｉｎθ_１＋Ｔ_２ｓｉｎθ_２ ＜ ２．５×Ｓ」という条件を具備させている。かかる構成では、加圧部材の曲面に転写定着ベルト２１を掛け回して、角θ_１や角θ_２を０［°］以上にした場合であっても、プリント画像における中抜けの発生を抑えることができる。

また、実施形態や各具体例に係るプリンタにおいては、像担持体たる中間転写ベルト１１（あるいは感光ベルト８）と、無端移動する転写定着ベルト２１とが２次転写ニップで接触を開始する点である転写ニップ入口点よりもベルト移動方向上流側に、巻き付き開始点Ｐ_１を位置させている。かかる構成では、転写ニップ入口点を巻き付き開始点Ｐ_１とする場合に比べて、２次転写ニップ入口近傍におけるベルトの波打ちに起因する画像の乱れを抑えることができる。

また、実施形態や各具体例に係るプリンタにおいては、中間転写ベルト１１（あるいは感光ベルト８）と、無端移動する転写定着ベルト２１とが２次写ニップを通過して互いに離間を開始する点である転写ニップ出口点よりもベルト移動方向下流側に、巻き付き終了点Ｐ_２を位置させている。かかる構成では、転写ニップ出口点を巻き付き終了点Ｐ_２とする場合に比べて、２次転写ニップ出口近傍におけるベルトの波打ちに起因する画像の乱れを抑えることができる。

また、第１具体例に係るプリンタにおいては、押圧部材として、一定の曲率で湾曲する板状部材たる押圧板２４０を用いているので、同じ曲率で且つ曲面が無端状になっているの押圧ローラを用いる場合に比べて、装置の小型化を図ることができる。

また、実施形態や各具体例に係るプリンタにおいては、押圧部材として、高剛性のものを用いているので、転写定着ベルト２１に発生したシワによる負荷に起因する押圧部材の撓みを抑える。そして、これにより、押圧部材の撓みによる２次転写ニップ圧の変動を抑えることができる。

２次転写ニップの近傍における転写定着ベルトの張架姿勢の一例を示す拡大構成図。 参考形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタのＹ用のプロセスユニットを拡大して示す拡大構成図。 転写ニップ圧と画像の中抜けランクとの関係を示すグラフ。 参考形態に係るプリンタにおける２次転写ニップとその周囲構成とを示す拡大構成図。 実施形態に係るプリンタにおける２次転写ニップとその周囲構成とを示す拡大構成図。 転写定着ベルトの巻き付き開始点Ｐ_１から、２次転写兼駆動ローラの表面までの最短距離ｈを説明するための拡大模式図。 第１具体例に係るプリンタにおける２次転写ニップとその周囲構成とを示す拡大構成図。 第２具体例に係るプリンタを示す概略構成図。 第３具体例に係るプリンタを示す概略構成図。

符号の説明

８：感光ベルト（像担持体）
１１：中間転写ベルト（像担持体）
２１：転写定着ベルト
２２：テンションローラ（張架部材）
２３：転写定着兼駆動ローラ（張架部材）
２４：押圧ローラ（押圧部材）
２５：加熱装置（加熱手段）
２９：定着加圧ローラ（別の部材）
Ｐ：記録紙（記録部材）
Ｃ：押圧方向

Claims (3)

1. 無端移動する表面に可視像を担持する像担持体と、複数の張架部材に張架されて無端移動しながら自らのおもて面を該像担持体に当接させて転写ニップを形成しつつ、該像担持体とは別の部材に当接させて転写定着ニップを形成する無端状の転写定着ベルトと、該転写定着ベルトにおける該転写ニップの裏側領域に接触しながら該転写定着ベルトを該像担持体に向けて押圧する押圧部材とを備え、該像担持体上の可視像を、該転写ニップで該転写定着ベルトのおもて面に転写した後、加熱手段によって加熱しながら該転写定着ニップに搬送し、該転写定着ニップ内で記録部材に転写及び定着せしめる画像形成装置において、
   上記転写定着ベルトを、上記転写ニップの近傍で上記押圧部材による押圧方向に対して概ね直交する方向に移動させる姿勢で張架し、
   該押圧部材として、一定の曲率で湾曲する曲面を該転写定着ベルトに当接させるものを用い、
   無端移動する該転写定着ベルトの該曲面に対する巻き付き開始点Ｐ _１ から、該曲面の湾曲方向に沿って描かれる該曲面と同曲率の仮想円の中心に向けて延びる第１仮想線分Ｌ _１ と、該転写ニップにおけるベルト移動方向の中心点から該仮想円の中心に向けて延びる第３仮想線分Ｌ _３ とのなす角をθ _１ ［°］で表し、該転写定着ベルトの該押圧部材に対する巻き付き終了点Ｐ _２ から該仮想円の中心に向けて延びる第２仮想線分Ｌ _２ と該第３仮想線分Ｌ _３ とのなす角をθ _２ ［°］で表し、上記転写ニップの面積をＳ［ｃｍ ^２ ］で表し、静止状態にある該転写定着ベルトの該巻き付き開始点Ｐ _１ の近傍における張力をＴ _１ ［Ｎ］で表し、且つ静止状態にある該転写定着ベルトの該巻き付き終了点Ｐ _２ の近傍における張力をＴ _２ で表した式である「Ｔ _１ ｓｉｎθ _１ ＋Ｔ _２ ｓｉｎθ _２ ＜ ２．５×Ｓ」という条件を具備させ、
   且つ、上記像担持体と該転写定着ベルトとが該転写ニップで接触を開始する点である転写ニップ入口点よりもベルト移動方向上流側に、該巻き付き開始点Ｐ _１ を位置させたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記像担持体と無端移動する上記転写定着ベルトとが上記転写ニップを通過して互いに離間を開始する点である転写ニップ出口点よりもベルト移動方向下流側に、上記巻き付き終了点Ｐ_２を位置させたことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   上記押圧部材として、一定の曲率で湾曲する板状部材を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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